Способ настройки тензометрических преобразователей Советский патент 1991 года по МПК G01B7/18 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для температурной компенсации погрешности сигналов тенэорезисторных датчиков.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг.1 и 2 приведены схемы, поясняющие способ настройки компенсаторов погрешности.

Компенсаторы погрешности содержат две входных Вход Г и Вход 2 и выходную Выход клеммы (фиг. 1), два регулятора 1 и 2 смещения, вычитатель 3 с регулируемым соотношением вычитания. Выходом компенсатора является выход вычитателя 3. Вычитатель 3 может состоять из потенциометра 4 и инвертора 5. Выводы потенциометра 4 один непосредственно, а другой через инвертор 5 соединены с входами вычитателя 3. Выходом вычитателя является движок потенциометра. Регуляторы 1 и 2 смещения установлены на входах вычитателя 3. На

фиг.2 в цепи входов компенсатора установлены сумматоры 6 и 7.

Способ реализуется следующим образом.

Например два исходных сигнала (например, тензорезисторов)

К (+ Ј) + IR Ј1 (t):

R К (-е) + IR Ј (t)

подают на входы Вход 1 и Вход 2 компенсатора.

Первые составляющие сигналов IRK(+e) и IRK(-e) являются информационными, где I, R, К - ток, сопротивление, коэффициент тензочувствительности тензорезисторов соответственно; + е и -с - соответствующие относительные деформации элементов, на которых установлены тензорезисторы. Вторые составляющие являются погрешностью.

С другой стороны

Ei Ke -I- Coi+ (Ci- ACi)t + Czrj;

Ј2 Ё(-К Е+ Cm (Ci+ ACi) t +Czrl где - обозначение.

Ј

О

сл

Јь

Ј

00

В регуляторах 1 и 2 смещения сигналами Смещение 1 и Смещение 2 входные сигналы смещают соответственно на величины и ,k после чего на входах вычитателя 3 имеют

E i- Ке + (Coi-C oi) + (Ci- ACi)t + C2t l й- e+ (Co2-C 02) + (Ci+ ACi) t +C2r.

На выводах потенциометра

.

Ток через потенциометр

I - | (Coi-C oi) + (Co2- h

+ 2Cit+ 2C2t2 .

Для движка потенциометра, расположенного по середине, соотношение масштабирования равно единице mi-ma-1, а dm д. По аналогии с dm обозначим дп отклонение движка, отнесенное к полному возможному его отклонению, т.е. к половине всего потенциометре

.

Напряжение на движке, находящемся по середине.

и р ,.А г ft-&- ft+6

U-EI--J- i-p --j- -j:2-

В произвольном положении

«м лНг-в,-мл-Ц.

.,-cJ,l-(св1-С)-2лС,в|.(СвгС + (c02-cЈ2V2C,t + .((Ьа ЕЈ-Ј2Ь в1-4С|)

( ,)

Первое слагаемое пропорционально деформации Е и является информационной составляющей, остальные - составляющие погрешности.

Способ осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии компенсации (Е-0) на входах Вход Г и Вход 2 имеются сигналы

Ei-Coi-KCi-ACiH+C2t2;

Ez-Co2-KCi+ ACt)t+C2r,

а выходное напряжение, соответствующее только погрешности

Ur-E{t((«- ЈszЈjL (с(с)У

Вводят смещения

Ei {Coi-C oi HCi- AC) t+C2t2;

ЕНС02-С 02 HCi+Д Ci) t+C2t2.

Устанавливают (нижнюю границу абочих температур)

(tiMCoi-C oi HCi- ACi) ti+C2ti2E (tiHCo2-C B HCi+Д Ci) ti+C2ti2.

Смещают сигналу к нулю E I (ti) 0; 2 (ti)-0, регулируя -С 01 и -С 01 сигналами Смещение 1 и Смещение 2 и контролиуя на входах вычитателя, т.е.

(CovC oth-(Ci-ACi)ti-C2ti2;

(Со1-С(й HCi+Л Ci)ti-C2ti2.

Выходной сигнал принимает вид . . (c -ac2 u t i- c- uC l2t c tT-tc,t.

ig|(r-.(c..U.c1t.Cc...c.li.vcIt tC|ttCttlj|a .«Snl-c.tSc.t.+c.ttc.t)}.

Е (-4C,(t -t.)+ C,(t -t,) t C2(t t.) (t -t.} Ef-iC S c.tCjdtt.JlJft-t,). Обеспечивают t-t2 (верхняя граница ра- бочих температур) и устанавливают оптимальное значение 5гк из условия

UF(t2H. .е.

Е {- ACi+ 5no Ci+ C2(t2+ ti)JKt2-tih 0; А, - ACi

° Ct.+ C2(t2+tl)

Общее выражение для напряжения погрешности

иГ-Е -ЛСлс7 7 с +(ь -1 15

0

45

50

55

1 -E -AC1Cl-AClCtt2-AC4p1t,AC|Cf+ACtCflfJ CfcЈlt,

ёя(

Способ может быть выполнен и при другом значении информационного параметра, нулевое значение выходного сигнала соответствует именно этому значению информационного параметра. Если же после выполнения способа понадобится установить другое соответствие выходного сигнала и информационного параметра, способ можно вторично не повторять. Это соответствие можно установить общим постоянным смещением выходного сигнала любыми известными приемами как в цепях самого компенсатора, так и непосредственно на его выходе.

Контролировать нулевые сигналы при первой границе диапазона влияющей величины можно на входах вычитателя так и один (первый по выполнению способа) - на соответствующем входе вычитателя, другой - на общем выходе компенсатора (если сам вычитатель не имеет собственного паразитного смещения нуля и коэффициент масштабирования по другому входу вычитателя не равен нулю). Это возможно, так как нуль на выходе (при указанных условиях) может быть обеспечен только в случае обоих нулевых сигналов на входах вычитателя (если один из них уже установлен в начале).

Кроме того, в цепи входов компенсато- ра установлены сумматоры 6 и 7 с сигналом, пропорциональным влияющей величине (фиг.2). К исходным сигналам, поступающим на входы Вход Г и Вход 2, через сумматоры 6 и 7 добавляют сигнал, пропорциональный влияющей величине, а через регуляторы 1 и 2 смещения - сигналы Сме- .щение 1 и Смещение 2. При влияющей {величине одной границы ее диапазона сигналами Смещение 1 и Смещение Т смещают к нулю на входах вычитателя 3. При этом сумматор 6 и регулятор 1 смещения (7 и 2) могут стоять в цепи входа компенсатора в любом порядке. В дальнейшем работа схемы аналогична указанной.

Предлагаемый способ обеспечивает значительное повышение эффективности компенсации погрешностей в широком диапазоне дестабилизирующих воздействий.

Формула изобретения 1. Способ настройки тензометрических преобразователей, заключающийся во взаимном вычитании сигналов двух его каналов, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерений, перед вычитанием каждый сигнал смещают к нулю при температуре одной границы ее диапазона и при вычитании обеспечивают соотношение, устанавливаемое из условия минимума модуля разности сигнала при температуре другой границы ее диапазона.

0 2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что сигналы каналов суммируют с пропорциональным температуре сигналом.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для температурной компенсации погрешности сигналов тенэорезисторных датчиков. Цель изобретения - повышение эффективности компенсации. Способ настройки заключается во взаимном вычитании двух сигналов, каждый из которых перед вычитанием смещают к нулю при влияющей величине одной границы ее диапазона, а при вычитании обеспечивают соотношение, которое устанавливают из условия минимума модуля разностного сигнала при влияющей величине другой границы ее диапазона. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Вход/

ЫоЪг

снвщенкеЗ

/V/

величина.

ЪхоВЗ

Редактор И. Шулла

Составитель С. Ботуз Техред М.Моргентал

смещений

Ь /

J 1

смещение,

Фиг 2

Корректор Т. Малец