Мостовой измерительный прибор Советский патент 1979 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к технике из- мерения физических величин мостовыми методами и может быть испсхльзовано в устройствах измерения деформации с помощью тензорезисторов.

Известны мостовые измерительные приборы, содержащие электрический мост нуль-орган, шунтирующую одно из сопротивлений моста цифровую управляемую проводимость и блок управления проводимостью l.

При измерениях неэлектрических величин в одно из плеч моста включается активный датчик, преобразующий входную измеряемую величину в изменение сопротивления, а в плечо моста, смежное активному датчику, включают компенсационный датчик (или резистор, сопротивление которого равно сопротивлению актину- кого датчика в исходном состоянии).. Уравновешивание моста в этом случае производят шунтированием плеча моста, п эртивоположного активному датчику.

Так как измеряемая физическая величина Может принимать как положительные, так и отрицательные значения, то сопротивление плеча моста, противоположного активному датчику (это плечо шунтируется цифровой управляемой проводимостью), выбирают большим, чем сопротивление плеча, противоположного компенсационном датчику; тем самым обеспечивается возможность уравновешивать мост, шунтируя цифровой управляемой проводимостью только одно плечо моста независимо от знака измеряемой величины.

Недостатком подобных приборов является большая погрешность при малых значениях измеряемой величины. Это объясняется тем, что при малых значениях измеряемой величины сопротивление активного датчика приблизительно равно сопротивлению компенсационного датчика; поэтому при уравновешивании моста по одному из старших разрядов мост будет почти уравновешенным, сигнал в измерительной диагонали моста будет малым. и погрешность, вносимая стклонепиями сопротивлоиий старших рапрядотз от номи нальных значений, окажется болылой, )Ю иообретенпя является умен i(ernie гюгреипюсти измеропия, вызванной неточностью разрядных сопротиыгений. Поставленная це;гь достиг-ается тем, что параллельно цифровой управляемой проводимости присоецине)1а вторая циф.)о вая yпpaвляe aя провоцимость, причем информационные выходы блока управления поразрядно соедине1гы через элементы совпадения с входами первой упраы1я мой проводимости п через элементы ИЛИ с входами второй управляемой проводимости, вторые входы э;юментов ИЛИ и элементов .совпадепия соединены с выхо дом дополнительно введегнюго анализато ра знака, вход которого соответственно подключен к блоку ун)аш1ения. На чертеже ноедстагшена ггринцигсиал ная Электрическая схема, вынатненная согласно данному изобретению. Электрический мост образован сопро- тшмгениями 1 - -1. Н измерительною ди- агюналь моста включен нуль-орган 5, гги тагсие моста осуществляется от источник (). Уравнове1нива}1пе моста производится 1иу}Гги)ова1П1ем сопротиш1ения 1 моста цифровой управляемой проводимостью 7, образованной разрядными сонротивления- МП 8 1г разрядными ключами 9. Управление разрядными ключами выпитняется т.)ИГ ерами 1О блока 11 управления. liiia уменьшения погуюшности при малых значениях измеряемой величины в состав прибора введены анализатор 12 знака, элементы 13 совпадения, элементы ИЛИ 14 и цифровая управляемая проводимость 15, образованная разрядными сопротивлениями 16 и раз1)ядными клю чами 17. Анализатор 12 знака врлнолнен Tja основе триггера 18. Сопротивление 1 выбирается таким, чтобы при равных сопротивлениях 3 и 4 (4- сопротивление активного датчика) и подключенных сопротивлениях 16 мост был близок к состоянию равновесия. Работа прибора осуществляется следующим образом. Триггеры 1О и 18 устанавливаются в состояние при этом сигнал с выхода О триггера .18 через элементы ИЛИ 14 поступает на входы ключей 17, которые замыкаются, подключая сопротивления 16 параллельно сопротивлению 1 моста. Нуль-орг-ан 5 определяет знак небаланса моста,, сигнал с выхода нуль- |opra}ja поступает в блок 11 управления. Если сигнал на выходе нуль-органа свидетельствует о том, что лля приведения моста в состояние равновесия проводимость, шунтирующую сопротивление J. моста, увеличить, то трип-ер 18 осташшют в состоянии О, в противном случае триггер 18 гтереключается в состояние 1. В том случае, кот-да триггер 18 остался в состоянии О и разрядные сопротивления 16 остались подключенными к мосту, в следующем такте уравновешивания триггер 10 старшего разряда ре- , гистра устанавливается в состояние 1, при этом сигнал с выхода тригтх ра через схему 13 совпадения поступает на ключ 9, который подключает к мосту со- нротивление В старшего разряда. Далее, в зависимости от знака разбаланса моста триггер старшего разряда или остается в СОСТОЯНИИ , ипи сбрасывается в состояние О. При малых значениях измеряемой величины сопротивления 3 и 4 моста примерно равны, поэтому при подключенном сопротивлении 8 старшего разряда мост будет сильно разбалансирован, сигнал в. измерительной пи моста будет болыпим, состояние триг- гера старшего разряда будет определено П)авильно и тем самым будет ус-гранена оип1бка, вызванная }1еточностью сопротивления старшего разряда. Аналогично производится уравновешиваргие моста по другим разрядам. Процесс уравновешивания, когда триггер 18 знакового разряда был перек почен в состояние 1 и сопротивления 10 оказались отключенными от моста, следующий. При установке тригге)а 10 ста ллего разряда в состояние 1 через элемент ИЛИ 14 на ключ 17 ноступает сигнал, при этом сопротивления 1G старшего аз- ряда подключатся к мосту. F5 этом с;лучае мост также будет сильно разб-члансиpoBainiHM и неточность сонротивлений 1 старшего разряда не приведет к ошибке. Аналогичным образом производитс:я уравновешивание моста по другим раз 1ядам. Формула изобретения Мостовой измерительный nt)H6of), (содержащий электрический мост, пупъ-о)- ган, шунтирую цую одно из сопротивлений моста цифровую унравляемук; проводимое ть и блок управления проводимостью, отличающийся тем, что. I- nenj.n уменыления погрешно :ти и;:1ме)енил, sia5fin

раллолыю цифровой управляемой проводимости ирнссецинона вторая пифровпя уп- тгитяомая проглоцчмость, причем информационные выходы блока упрашюния поргзз)ядно соединены через электепты совпаде- ПИЯ с входами первой управляемой проводимости и через элементы МЛИ с входами второй управляемой проводимости, вторые входы элементов ИЛИ и элементов

786

совпадения соединены с вытсодом дополни- гельно введенного анализато{1П знака, вход которого соответственно подключен к блоку управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нетребенко К. А., Цифровые автоматические компенсаторы. Библиотека по автоматике. Вып. 41. Л., 1961.