Устройство для измерения механических величин Советский патент 1978 года по МПК G01B7/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических величин, например перемещений, усилий, давлений.

Известнь устройства для измерения механических величин, выполненные с исполь зованием струнных преобразователей; хоторые, одтшко, весьма чувствительны к нестабильности напряжения питания, времевному дрейфу составных элементов преобра-зователя, к изменениям температуры и к другим дестабилизирукядим факторам fll.

Для обеспечения регулировки чувстви- тельности и начального уровня сигнала в таких устройствах используются схемы коррекции, обеспе& ваюшие регулирование постоянной составляющей тока, протекающего через струны струнного преобразователя, а, следовательно, и начальной деформации струн, в соответствии с требуемой величиной коррекции метрологических харак теристик устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является ус-рройство для измерения механических величин, содержащее дифференциальный струнный преобразователь со схемой коррекции, включающей источник смещения, регулируемые резисторы и дроссели, и измерител ную схему, выполненную в виде связанных со струнами преобразователя двух автогену. раторов и подключенного к нх выходам частотомера-периодомера Г2.

Однако схема коррекции известного усчу.

ройства, содержащая две одинаково выполненные независимые цепи со своим источнником смещения, каждая из которых подключена параллельно соответствующей стрз це дифференциального струнного преобразователя, не обеспечивает достаточно полную фильтрацию высокочастотных и низкочао- , тотных составдяющих тока сетевогч) источи ника питания, а также и источников смешения, которые поступают на вход автогена- ,

раторов. Неотфильтрованные составляющие напряжения, соизмеримые по величине с ЭДС колеблющейся струны, 5юляются йог точником погрешности изме1зения устройства Цель изобретения - повышение точности

измерения. Это достигается тем, что в предлагаемо устройстве каждый автогенератор выполнен с мостовой цепью обратной связи, в одном из плечей которой йжлючена соответствующая струна преобразователя, дроссели подключены к диагонали мостовых цепей, а средние точки дросселей присоединены к источнику смещения через регулирующие резисторы. Устройство Ш1я измерения механических величин содержит дифференциальный струнный преобразователь, струны 1 которого включеггы в плечи мостовых цепей обрати. ной связи двух независимых автогенерато ров 2, поддерживающих незатухающие колебания струн. К выходам автогенераторов подключены вкоды частотомера-периодомера 3, рвботакнцего в режиме измерения отношения, частот и преобразующего отношение частот колебания струн в выходной сигнал, пропорциональный механической в&личине. Частотомер и оба автогенератора образуют измерительную, схему устройства. Схема коррекции, содержащая дроссели 4s регулируемые резисторы 5 и 6, а также 7 смещетгая постоянного тока, обеспечивает протекание по струнам 1 прео разователя начального тока смещения, вызы вающего начальную деформацию струн, благодаря которой соответствующим образом изменяется частота собственных колебаний струн. В результате этого корректируется значение сигнала на выходе устройства,а также и чувствительность устройства в це- лом. Регулируемый резистор 5 служит для одновременного изменения тока смещения в обеих струнах преобразователя в одииако вом направлении, а регулируемый резистор 6 обеспечивает изменение разности значе«НИИ токов, протекающих через струны. Устройство работает следующим образом При измерении, например, линейных пере мещений, изменяется деформация струн, пре образователя, а следовательно, и частота юс. колебаний. Отношение частот колебания струн преобразуется измерительной схемой в выходной сигнал, пропорциональный перемещению. Ток смещения, создаваемый схемой коррекции, протекает от источника 7 через резисторы 5 и 6 к средним точкам дросселей 4,. где он разделяется на две равные части благодаря соответствующему подбору сопротивлений в плечах мостовых цепей .автогенераторов. В том случае, если в цепи коррекции имеются неотфильтрованные низкочастотная или высокочастотная паразитные составлякяцие тока, то они в средней точке дросселя также разделяю -- сн на две равные части, а так как на а&тогенераторы 2 поступает электрический сигнал с той же диагонали моста, к которой подключены дроссели 4 схемы коррекции, то паразитнУе составляющие тока взаимно компенсируют друг друга. Таким образом, за счет включения дрос селя в диагональ моста влияние паразитных составляющих тока значительно ослабляется, благодаря чему повышается точность измере- «I ния и снижаются требования к источникам питания устройства. Кроме того, при указанном выполнении схемы коррекции используется лишь один общий источник смещения, что создает дополнительное преимущество предлагаемому устройству по сравнению с извест- ным, поскольку исключается влияние неидёнтичности свойств двух источников смещения в независимых цепях схемы коррекции на точность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения механических величин, содержащее дифференциальный струнный преобразователь со схемой коррекции, включающей источник смещения, регулируемые резисторы и дроссели, и измерительную схему, выполненную в виде связанных со струнами преобразователя двух автогенераторов и подключенного к их выходам частотомера-периодомера, о т л ив; чающееся уем, что, с целью повышения точности измерения, каждый автогенератор выполнен с мостовой цепью обратной связи, в одном из плечей которой включена соответствующая струна преобразователя, дроссели подключены к диагонали мостовых цепей, а средние точки дросселей пpиcoeдшieны к источнику смещения через регулирующие резисторы. Источники информации, принятые во BHJ мание при экспертизе: 1.Новицкий П. В. и др. Цифровые при- боры с частотными датчиками. Л., Энергия, 1970, с. 122. 2.Авторское свидетельство СССР № 502217, кл. Q 01 В 7/04, 1974.