Преобразователь приращения сопротивления тензорезистора в изменение частоты Советский патент 1979 года по МПК G01R27/00 

. . - t . Изобретение касается электроизмерительной техники и может.быть испол эовано при построении преобразователей сигнала тензорезисторных датчиков в частоту. Известно устройство аналогичного назначения, позволяющее измерять абсолютное значение приращения сопротивления теизодатчика ц| -- Недостатком известного устройства является то, что в нем используются два стабилизатора тока. Кроме Того, выходной сигнал имеет аналоговую фор му, что ведет к сильной зависимостей его отдрейфа нуля усилителя постоян ного тока, используемого для усиления сигнала разбаланса, а также к трудностям, связанным с интёгрирова;ниём и коммутированием аналоговых сигналов, Известно также устройство,содержащее мост постоянного тока, образованный термозависимыми резисторами (в частном случае, при измерении деформации может быть использован активный тензодатчик, то есть тензорезистор, .помещенный на нагруженной детале и термокомпенсационный тензодатчик,имею щий одинаковую температуру с активным но не дeфop шpyeмый) , а также два вспомогательных резистора и два эта,лонных 2, Полярность питания мостовой схемы изменяется с помощью автоматически управляемого ключа. Преобразователь напряжения а частоту, подключенный к измерительной диагонали моста, построен по схеме Двойного интегратора и состоит из интегратора и блока сравнения.- . , Недостатком устройства является малый динамический диапазон преобразования и Низкаяточность. Цель изобретения - повышение точности и расширение динамического диапазона. Для этого в преобразователе приращения сопротивления тензорёзистора в изменение частоты, содержащем два последовательно соединенных эталонных резистора, общая точка соединения которых заземлена, а к другим выводам подключены тензорезисторы, причем, один из них активный, а другой термокомпенсационный, интегратор, блок сравнения, набор ключей, выводы тензорезисторов, соединенные со стабилизатором тока, подключены к йихНальным входам интегратора с yrtраштяемым гвпраплением интегрирования, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, второй вход которого через соответствующие ключи подключен к точкам соединения эталонных резисторов ,и тензорезисторов, причем, выход блока сравнения соединен с управляющими входами как ключей, так и интегратора. На фиг, 1 представлена структур Ная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая его работу. Устройство содержит: 1 - стабилизатор тока, 2 - измерительную цепь, состоящую из набора последовательно соединенных резисторов, 3, 4 - ключи, 5- интегратор с управляемым направлением интегрирования, 6 - блок сравнения. На фиг, 1 приняты следующие обозначения, R - активный термбрезистор R - пассивный терморезисто эталонные резисторы. Преобразователь работает следующим образом. . Ток с .выхода стабилизатора тока 1 создает п.адение напряжения на резисторах R, Н, ot f 02- Полярность указанных напряжений определя ется направлением тока , При сигнале с выхода блока сравнения, обеспечивающем открывание клю ча 3 и закрывание ключа 4, на вход W блока сравнения поступает напряжени .При этом сигнал, поступающий на управляющий п вход интегратора 5 обеспечивает такое направление интегрирования величины Эо1 д и в тече ние такого интервала времени, пока не будет выполнено равенство т o o2-FУ.,, о где Т - время заряда емкости интегратора 5; - постоянная интегратора. На временной диаграмме этому процессу соответствует участок прямой АВ, В момент сравнения в т, В происходит срабатывание блока сравнения 6f в результате чего изменяется сос тояние ключей 3 и 4 и изменяется направление интегрирования на проти воположное. Происходит уменьшение напряжения на интеграторе от пеличиннП,Чл ДО тех пор, пока напряжение на .выходе интегратора не станет рав-HEJM . В этот момент происходит срабатывание блока сравнейия 6, и, следовательно, соответствующее изменение состояний ключей 3 , изменение направления интегрирования на противоположное. При этом выполняется равенство ,-4-11о лй о( где Т-Т. Тгг. - время разряда; Т - период преобраэоваиОтсюда, принимая Т i. ,j - и . Rо получим следующее выражение1 Формула изобретения Преобразователь приращения сопротивления тензорезистора в изменение частоты, содержащий два последовательно соединенных эталонных резистора, общая точка соединения которых заземлена, а к другим выводам подключены тензорезисторы, причем, один из них активный, а другой термокомпенсационный; интегратор, блок сравнения, набор ключей, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона преобразования, выводы тензорезисторов,соединенные со стабилизатором тока,подключены к сигнальным входам интегратора с управляемым направлением интегрирования, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, второй вход которого через соответ- . ствующие ключи подключен к точкам соединения эталонных резисторов и тензорезисторов, причем выход блока сравнения соединен с управляющими входами как ключей, так и интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г, Ильинская Л.С,, Подмарьков А.Н. Полупроводниковые тензодатчики. Энергия, 1966, с, 97, 2, Экспресс-информация, сер,КИТ № 25, 1976.

Фиг.1