Вторичный преобразователь для тензорезисторных весоизмерительных устройств Советский патент 1989 года по МПК G01G3/142 

Изобретение относится к иэмеои- тельнок технике и может быть использовано в качестве вторичного преобразователя весоизмерительных уст- р ойств на тензорезисторных силоизме- рительньгх датчиках (в дальнейшем тензодатчик) и, в частности, дозаторов непрерывного действия,конвейерных весов, весов для взвешивания транспортных средств в движении.

Целью изобретения является повышение точности измерений , На фиг о 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг о 2 - выходные сигналы блока управления о

Вторичный преобразователь содержит блок 1 тензодатчиков, состоящий

первого тензодатчика, что позволяет увеличить коэффициент усиления измерительного усилителя 7„ Затем по команде блока 10 управления (диаграмма д) аналого-цифровой преобразователь 11 производит преобразование выходного сигнала измерительного усилителя 7 о Результат преобразования запоминается по команде блока 10 управления (диаграмма е) в регистре 13. После этого этапа по команде блока 10 управления вторые ступени 3 и 6, соответственно, аналогового и допол- .тигельного коммутаторов начинают пропускать сигналы от первого тензодатчика и первого кодоуправляемого делителя с инверсной полярностью (соответствующие сигналы блока 10 управле

Изобретение относится к весоизмерительной технике и служит для преобразования сигналов от весовых тензодатчиков в цифровой код с высокой точностью, которая достигается за счет подачи на вход аналого-цифрового преобразователя не всего сигнала тензодатчика, а только его приращения, соответствующего полезной нагрузке. По сигналам от блока 10 управления входные сигналы от N тензодатчиков, пройдя через двухступенчатый аналоговый коммутатор 2,3, поступают на вход измерительного усилителя 7, на дополнительный компенсационный вход усилителя 7 поданы через дополнительный двухступенчатый коммутатор 5,6 сигналы с кодоуправляемых делителей 4 напряжения от шин питания тензодатчиков. Преобразованный в аналого-цифровом преобразователе 11 результат запоминается в регистре 13 арифметического устройства 12. Далее по сигналам от блока 10 управления входные сигналы на входах измерительного усилителя 7 инвертируются и преобразование повторяется для инверсного сигнала. Коммутационное инвертирование входного сигнала применяется для устранения влияния на погрешность измерения шума входного измерительного усилителя. Выходным элементом преобразователя является сумматор 14 арифметического устройства 12. 2 ил.

из N тензорезисторных датчиков,двух-20 ния показаны на диаграммах виг,

ступенчатый аналоговый коммутатор 2 (первая ступень) и 3 (вторая ступень), блок 4 кодоуправляемых делителей напряжения, состоящий из N элементов, дополнительный двухступе чатый коммутатор 5 (первая ступень) и 6 (вторая ступень), измерительный усилитель 7 с дополнительным входом на резисторах 8 и 9, блок 10 управления, аналого-цифровой преобразователь 11, арифметическое устройство 12, состоящее из регистра 13 и сумматора 1 4 о

Преобразователь работает следующим образом.

На диаграмме а (фиг.2) показан сигнал блока 10 управления, по которому вначале первая ступень 2 аналогового коммутатора подключается к первому тензодатчику блока 1, одновременно с этим первая ступень 5 дополнительного коммутатора подключается, соответственно, к первому ко- доуправляемому делителю напряжения

25

30

35

40

расположенными ниже оси времени), Новый выходной сигнал измерительного усилителя 7 преобразуется аналого- цифровым преобразователем 11 по команде блока 10 управления (второй сигнал на диаграмме д)„ После этого на выходе арифметического устройства 12 появляется окончательный результат преобразования

Последующие преобразования происходят аналогичным образом, за исключением того, что по командам блока 10 управления (диаграммы ж, з) к коммутаторам подключаются поочередно остальные N-1 тензодатчиков„

Наивысшая эффективность преобразователя по данной схеме проявляется при наличии во входном сигнале инфранизкочастотного шума в диапазоне частот 0,1 - 0,001 Гц и количестве датчиков более четырех,,

Последовательное коммутационное

(диаграмма б) блока 4- Вторые ступе- 45 инвертирование входного сигнала прини 3 и 6 аналогового и дополнительного коммутаторов при этом пропускают, соответственно, сигналы первого тензодатчика и первого кодоуправляемого делителя напряжения без изменения полярности (на диаграммах виг соответствующие сигналы блока управления показаны расположенными выше оси времени) Сигнал от кодоуправляемого делителя напряжения, прошедший через дополнительный коммутатор 5 и 6 на дополнительный вход измерительного усилителя 7 (резисторы 8 и 9) компенсирует, начальный сигнал от

25

30

35

40

расположенными ниже оси времени), Новый выходной сигнал измерительного усилителя 7 преобразуется аналого- цифровым преобразователем 11 по команде блока 10 управления (второй сигнал на диаграмме д)„ После этого на выходе арифметического устройства 12 появляется окончательный результат преобразования

Последующие преобразования происходят аналогичным образом, за исключением того, что по командам блока 10 управления (диаграммы ж, з) к коммутаторам подключаются поочередно остальные N-1 тензодатчиков„

Наивысшая эффективность преобразователя по данной схеме проявляется при наличии во входном сигнале инфранизкочастотного шума в диапазоне частот 0,1 - 0,001 Гц и количестве датчиков более четырех,,

Последовательное коммутационное

45 инвертирование входного сигнала применяется для устранения влияния шума измерительного усилителя на погрешность измерений„ Повышение точности достигается за счет подачи на вход

аналого-цифрового преобразователя не всего сигнала тензодатчика, а только его приращения, соответствующего полезной нагрузке о Начальный сигнал каждого тензодатчика компенсируется выбором коэффициента передачи соответствующего кодоуправляемого делителя напряжения, за счет чего увеличивается коэффициент усиления измерительного усилителя.

Ф о р м у л а

обретения

Вторичный преобразователь для тен- зорезисторных весоизмерительных устройств, содержащий блок силоизмери- тельных тензорезисторных датчиков с тинами питания, двухступенчатый аналоговый коммутатор, измерительный усилитель, аналого-цифровой преобра- зователь и блок управления,причем вход измерительного усилителя соединен через двухступенчатый аналоговый коммутатор с выходами блока тензорезисторных силоизмерительных датчи- ков, его выход связан с входом аналого-цифрового преобразователя,выходы блока управления соединены с входами управления коммутатора и аналого-цифрового преобразователя,о т - личающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок кодоуправляемых делителей напряжения, дополнительный двухступенчатый коммутатор и арифметическое устройство, при этом входы дополнительного двухступенчатого коммутатора через блок кодоуправляемых делителей напряжения соединены с шинами питания блока тензорезисторных сило- измерительных датчиков, измерительный усилитель выполнен с дополнительным входом, который подключен к выходу дополнительного двухступенчатого коммутатора, входы управления которого и входы управления арифметического устройства подключены к блоку управления, вход арифметического устройства соединен с выходом аналого- цифрового преобразователя, а выход арифметического устройства является выходом всего вторичного преобразователя.