Цифровой тензометрический мост Советский патент 1977 года по МПК G01R17/10 

(54) ЦИФРОЙОЙ ЙНаОМЕТРИЧЕСКЙЙ

-;; V ;/-.:; :;,;МОСТ.Л--.- у..тей и делителем напряжения,ла также коь{му татор и последовательно соеддаенные нуль орган, блок управлен1щ и вычислительный блок, введены три ключа, первый из -которых подключен между одним из реаисторов делителя напряжения и диагональю моста, которая связана с магазином проводимостей, второй ключ под1слючен параллельно другому резистору делителя напряжения, а третий ключ - между средней точкой дел,1геля нлпряжения и диагональю моста, которая са$ь зана с тензорезисторрм. На чертеже показана структурная алек трическая схема цифрового тензометричеокого моста. Предлагаемое устройство содержит моо тосую измерительную схему, образованную теазорезистором 1, постоянными и равными по величине резисторами 2, 3, плечом срав нения с магаз1шом проводимостей 4, коммутатор 5, подключающий тензорезистор в мос товую схему при помощи ключей 6, 7, В, нулье-орган 9, блок управления 10, вычисли тельный блок 11, делитель напряжения с коэфф1щиентом деления К, состоящий из р&зисторов 12 и 13, причем К-Т, к/аочи 14, 15, 16 для подключения делителя в мостовую схему. Включение тензопезистора осуществляется по трехпроводмой схеме с целью устранения влияния сопроти& feния проводов Л1шии связи на результат измерения. Преобразование сопротивления тензорезистор,- в кодовый эквивалент основа но на принципе поразрядного уравновешива-« ния мостовой схемы. Процесс измерения вс личины относительного изменения сопротивления тэнзорезистора состоит из четырех циклов, в первом цикле происходит измерение начального значения сопротивления тензо- рези ора (при отсутствии деформации). При этом ключи 6, 7, 8, подключающие тензорезистор в 1ocтoвyю схему, замкнуты а ключи 14, 15 и 16, пoдклкJЧaкJЩиe делитель напр51жения, разомкнуты. Код отсче- соответствующий сопротивлению тензорезистора N -L/- С U, где 3 минимальное значение проводимости магазина проводимостей (при разомкнутых ключах), С - Пина деления шкалы магазшш прс води..1остей. Во втором цикле осуществляется измерение начального значения сопротивления тензорезистора лри подключении параллельно магазину проводимостей 4 плеча дегителя пргжения- резистора 12, При этом ключи , 7, , 14, 15 замкнуты, а ключ 16 раомкнут. Код отсчета во втором цикле удет равен N, 7Г сопротивление резистора 12, В третьем цикле измеряется конечное начение сопротивления тензорезистора (при наличии деформации). 6, 7, 8 замкнуты, а При этом ключи клочи 14, 15, 16 разомкнуты, Код от чета N, соответствующий сопротивлег ию тензоразистора В четвертом цикле осуществляется намерение величины сопротивления плеча де лителя напряжения - резистора 13. При этом ключ 16 замкнут, остальные к/оочи разомкнуты. Код отсчета четвертом цикле будет (-Зо)--с- (-кТ--) (О Значения К и 1i, следует выб1фать так, чтобы значения кодов отсчетов находились внутри диапазона измерения цифрового тензометрического моста. После окончания четвертого цикла измерения вычислительное устройство 5 производит вычисление значения относиаельн1 го изменения сопротивления тензорезистора, используя отсчеты, полученные в четырьх циклах измерения. Значение измеряемого параметра не за ВИСИТ от значений коэф4)ициентоа функции преобразования цифрового тензоме/рического моста По.решность измерения р зависит только от стабильнсюти коэффициента деления делителя напряжения и не зависит ни от величины, ни от стабильности сопротик-. лений плеч делителя (необходима лишь кра-рковременная стабильность в течение одного измерения). В предлагаемом устройстве могут быть зкзчительно снижены требования к настройьке по сравнению с его прототипом, так как ь данном случае нет необходимости обеспе чивать точные этпчения параметров плеча сравнения, поскольку они не входят в функцию преобразования устройства. Формула иаобретенив Цифровой тенаометрйческий мост, -содержащий МОС1-, образованный тензорвзистороМ) включенным в одно из шюч моста, постоянными и равными по величине резисторами, включенными в другое 1глечо, плечом сравнения с магазином проводимостей и делителем напряжений, а также коммутатор и последовательно соединенные нул|ь орган, блок управления и вычислительный блок, о т л чающийся тем, что, с целью повыш& ния точности измерения относительного и; менения сопротивления тензорезисторов и упрощения настройки, в него введены три ключа, первый из которых подключен между одним из резисторов делителя напряжения и диа1 ональю моста, кото|)ая связана с магазишом проводимостей, второй ключ подключен параллельно друг-ому резистору долителя напряжения, а третий - между среднейточкой делителя напряжения и диагоналш) моста, которая связана с тензор - зистором. Источники информации, принятые во вни« мание при экспертизе: 1,Беклемишев А, Н,, Тензометрическне мосты с дискретным уравновешиванием. Труды ЦАГИ, вып. 1289, 1971 г. 2,Авторское свидетельство СССР № 406167, кп. G 01 U 17/06, -09.02.72 г.