Тензометрическое устройство Советский патент 1980 года по МПК G01B7/16 

(54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к измерительной техHHke, в частности для измерения деформаций. Известно устройство для измерения деформаций, содержащее источник питания, измерительный и соединенный с ним регулировочный полумосты Ц. Недостатком данного устройства является ограниченность функщ1ональйых возможностей, не предусматривающих многоточечных измерений. . Извесгао также тензометрическое устрой,сгво, содеражщее источник питания, электрический мост, образованный резистортым и тензорезисториым полумостами, в измерительную диагональ которого включен регистратор, ензорезисторный полумост образован включенными в его плечи активными и компенсационными тензорезисторами, вход первого плеча реЭисторного полумоста соединен с входом первого переключателя тензорезисторов, выходы которого подключены к входам активных тензорезисторов, теизорезисторного полумоста, под ключеиньш к выходам второго переключателя тензорезисторов, вход которого соединен с первым выходом источника питания 2. Для схемы этого устройства характерно влияние абсолютной величины и вариации активного сопротивления соединительных линий и контактов переключателей на точность измерений, что является недостатком данного устройства. Цель изобретения является повышение точности измерений. Это достигается тем, что тензометрическое устройство снабжено управляемым сопротивлением, дифференциальным усилителем, и дополнительным истоадиком питания, управляемое сбпротивление включено между вторым выходом источника питан гя и вхЬйо1М компенсацион ного тензорезисторй теИзорезисторного полумоста, к которому подключен один вход дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к входу второго плеча резисторного полумоста, а выход подсоединен к входу управляемого сопротивления, дополнительный источник питания подключен к резисторному полумосту через входы его плгч. На чертеже изображена блок-схема устройства. Тензометрическое устройство содержит резисторный полумост 1, вход первого плеча которого соединен с входом первого переключателя 2 тензорезисторов, выходы которого подключены к входам активных тензорезисторов 3-5, каждый из которых последовательно соединен с компенсационньгм тензорезис1Х)ром 6, образуя тензорезисторный полумост 7. Вход тензорезистора 6 подключен к одному входу дифференциального усилителя 8, второй вход ноторого подключен к входу второго плеча резисторного полумоста 1. В измерительную диагональ электрического моста 9 включен регистратор 10. Первый выход источника 11 питания подключен к входу второго переключателя 12 тензорезисторов, выходы : которого подключены к входам активных тензорезисторов 3-5 . тензорезисторното полумоста 7. Второй выход источника И питания подключен к цепи последовательно соединенных управляемого сопротивления 13 и компенсационного тензорезистора 6. Управляющийвход сопротивления 13 подкл чен к выходу дифференциального усилителя 8. К резисторному полумосту 1 через входы его плеч подключен свонгли выходами дополнительный источник 14 питания. Устройство работает следующим образом. Тензорезисторный полумост 7 за питывается от источника питания 11, а напряжение, подводимое к нему, автоматически регулируется и мененнем управляемого сопротивления 13 под воздействием управляющего сигнала (сигнала рассогласования), поступающего с выхода дифференциального усилителя В на зшравляющий вход управляемого сопротивленяи 13. Выборка избранного для измерения активного тензорезистора и подключение его к первым выходам источника 11 питания и резисторного полумоста 1 производится переключением переключателей 2 и 12 в одноименные положения. Резисторный полумост 1 запитывается от дополнительного источника 14 питания. Так как в разрыв между соединительной линией, подключенной к полумосту 7 в узлово точке 15, и : выходом второго плеча полумоста I (узловой точкой 16) включен дифференциальный усилитель 8, имеющий очень высокое сопротивление между входами, соединительные линии между переключателям 2 и активньпин тензорезисторами 3-5, а также между компенсационным тензорезистором 6 и дифференциальным усилителем 8 практически обесточены. В результате этого уз.1овь1е точки 17 и 18 (узловая точка 18 соответствует активному 54 тензорезистору) приобретает равные потенциалы. }ia один вход дифферегадаального усилителя 8 подается потенциал узловой точки 15 полумоста 7, а на другой ею вход потенциал узловой точки 16 полумоста 1. Незначительные различия потенциалов узловых точек 15 и 16 вызывают появление сигнала рассогласования на выходе дифференциального усилителя 8. Сигнал рассогласования поступает на управляющий Вход управляемого сопротивления 13 и регулирует его до тех пор, пока потенциал узловой точки 15 cTajieT равным потен1Ц1алу узловой точки 16. В результате равенства потенциалов в узловых точках 17, 18 и 15, 16 устраняется влияние паразитных сопротивлений практически обесточенных соединительных линий, между первым переключателем 2 тензорезисторов и входом активных тензорезисторов 3-5, компенсационным тензорезистором 6 и дифферет1иальным усилителем 8, а также между тензорезистор ным полумостом 7 и регистратором 10 и переключателей 2 и 12. Электрический мост 9 работает как четырехплечий мост, содержащий соединегшые непосредственно друг с другом резисторный полумост 1 и тензорёзисторньтй полумост 7, запитанный от дополнительногоисточника -14 питания. Таким образом, введение в устройство дифференциального усилителя, управляемого сопротивления и дополнительного источника питания позволяет повысить точность измерений за счет исключения паразитных сопротивлений контактов переключателей 2 и 12 и соединительных линий. Формула изобретения Тензометрическое устройство, содержащее источник питания, электрический мост, образованный резисторным и тензорезисторным полумостами, в измерительную диагональ которого включен регистратор, тензорезисторный по- лумост образован включенными в его плечи активными и компенсационным тензорезисторами, вход первого плеча резисторного полумоста соединен с входом первого переключателя тензорезисторов, выходы которого подключены к входам активных тензорезисторов тензорезисторного полумоста, подключенным к выходам второго переключа.еля тензорезисторов, вход которого соединен с первым выходом источ}шка питания, отличающееся теги, что с целью повыщения точности измерений, оно снабжено управляемым сопротивлением, дифференциальным усилителем и дополнительным источником питания, )шравляемос со11{П)гн1зление включено между вторым выходом источника 5746 питания и входом компенсационного тензорезистора тензорезисторного полумоста, к которому подключен один вход дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к входу второго плеча резисторного полумоста, а выход подсоединен к входу управляемого сопротивления, дополнительный источник питания подключен к резисторному полумосту через входы его плеч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство (ССР V 528441, . G 01 В 7/16, 1974. 2.Рузга 3. Электрические тензометры со. ...- 1964 с 132 (протоотивления. М., Мир , 1УЬ4. с. i i.H