Изобретение относится к области измерител ной техники и может быть испо льзовано в эле трртензометрии. Известны способы измерения приращений сопротивления тензорезисторов, основанные на измерении усиленного выходного напряжения мостовой цепи, состоящей из одното или нескольких тензорезисторов 11 . В зтих способах мостовую цепь питают постоянным током или перемеюГым, напряжение питания мостовой цепи поддерживают постоянным, а выходное напряжение мостовой цепи усиливают и затем измеряют. Амплитуда усиленного напряжения пропорциональна приращению сопротивлений тензорезисторов, а полярность или фаза соответствуют знаку приращений. Таким образом, измеряя усиленное напряжение мостовой цепи, получают информа1иш о величине приращений тензорезисторов. Известные способы имеют невысокую чувствительность мостовой цепи и существенное влияние измененш козффициента усиления на результат измерений. ТЙзвестен способ повышения чувствительности мостовой цепи путем питания мостовой тензорезисторной цеПи импульсным напряжением. В этом способе тензорезисторный мост питают прямоугольными импульсами, которые формируют с помощью ключевого устройства и источника Постоянного напряжения. Выходаое напряжение мостовой цепи усиливают и измеряют амплитуду усиленных импульсов. В мостовой цепи имеются реактивности, котбрьге при импульсном питании создают переходный процесс в выходном напряжении мостовой цепи. При этом, для повыщекия точности измерения амш1И уду выходного импульса измеряют по окончании переходного процесса в мостовой цепи 2. Этому способу присущи недостатки, снижающие точность измерения. Во-первых, нестабильность параметров ключа, т. е. изменение его сопротивления в открытом и закрытом состояниях влияют на результат измерения изменением на пряжения на диагонали питания моста. Во-вторых, изменение коэффициента усиления усилителя
напряжения разбаланса также снижает точность измерения.
Целью изобретения является повышение точности измерения.
Указанная цель достигается за счет того, что в способе измерения приращений сопротивления тензорезисторов, включающем преобразование постоянного напряжения питания мостовой цепи в импульсное, усиление напряжения выходной диагонали мостовой цепи и измерение амплитуды напряжения выходной диагонали мостовой цепи, из постоянного напряжения питания мостовой цепи вычитают напряжение, пропорциональное текущему значению напряжения переходного процесса в выходной диагонали мостовой цепи, значение напряжения переходного процесса в выходной диагоналн мостовой цепи выбирают на линейном участк функции напряжения переходного процесса в выходной диагонали мостовой цепи и поддерживают постоянным в течение периода повторения импульсов питания, при этом интервал времени между началом импульса сттания и моментом выбора напряжения, пропорционального напряжению переходного процесса в выходной диагонали мостовой цепи, поддерживают постоянным.
Предлагаемый способ реализуется в устройстве, схема которого приведена на фиг. 1; временные соотношения в имтервале действия импульса показаны на фиг. 2.
Устройство состоит из источника 1 постоянного напряжения, дифференциального усилителя 2 с высоким входным сопротивлением, ключа 3, мостовой цепи 4, усилителя 5 разбаланса, выходного ключа 6 с выходной емкостью 7, ключа 8 с запоминающей емкостью 9 и генератора 10 тактовых импульсов. Источник 1 связан с неинвертирующим входом, а емкость 9 с инвертирующим входом дифференциального усилителя 2, причем выход дифференциального усилителя 2 через ключ 3 связан с мостовой цепью 4, в измерительную диагональ которой включен усилитель. 5 разбаланса. Выход усилителя 5 через ключи 6 и 8 связан соответственно с емкостью 7 и 9. Выходы генератора 10, формирующего импульсы для открывания ключей 3, 6 и 8, связаны со входами этих ключей.
Устройство работает следующим образом. Ключ 3, периодически открываемый импульсами генератора 10, прикладывает выходное напряжение дифференциального усилителя 1 к питающей диагонали мостовой цепи 4, формируя при этом импульсы питания, амплитуда которых пропорциональна разности постоянного напряжения от источника 1 и иапряжею1я на емкости 9. Выходное напряжение усилителя 5, пропорциональное измеряемому
746299
приращению и напряжению питания мостовой цепи 4, имеет вид, показанный на фиг. 2.и состоит из напряжения, пропорвдонального напряжению переходного процесса в измерительной диагонали мостовой цепи и установившегося значения амплитуды импульса. Напряжение переходного процесса, определяемое реактивностями моста на линейном участке переходного процесса, имеет текущее значение в момент ti, значительно превыщающее и практически не зависящее от установивщейся амплитуды импульса разбаланса..Установившееся значение, пропорциональное измеряемому приращению, фиксируют на емкости 7 путем кратковременного открытия ключа 6 под действием импульса с генератора 10, подаваемого на ключ 6 в моМеИт времени tj. При зтом емкость 7 заряжается до величины выходного напряжения усилителя 5. При подаче на ключ 8 коротких
импульсов в момент времени ti емкость 9 заряжается до напряжения, пропорционального текущему Значению напряжения переходного процесса в измерительной диагонали мостовой цепи 4, и зто напряжение сохраняется в течение периода импульсов питания. Интервалы времени между импульсами открывания ключей 3, 6 и 8 поддерживаются постоянными в генераторе 10.
При постоянном значении приращений сопротивле ия мостовой цепи 4 и уменьшении коэффициента усиления усилителя 5 разбаланса выходное напряжение в момент времени ti уменьшается, и уменьшается напряжение на емкости 9. Это приводит к увеличению напряжения на входе усилителя 2 и увеличению напряжения питания мостовой цепи 4. Таким образом, к моменту tj выходное напряжение усилителя 5 будет практически таким же, как и до изменения коэффициента усиления, что и скомпенсирует погрешность от изменения коэффициента усилителя 5 разбаланса. При уменьшении сопротивления ключа 3 в открытом состоянии или при увеличении к оэффициента усиления усилителя 2 происходит увеличение напряжения питания мостовой цепи 4 к моменту
времени ti и увеличению напряжения на емкости 9. Это приводит к тому, что в момент времени ti за счет уменьшения входиого напряжения дифференциального усилителя 2 уменьшается напряжение питания -.мостовой цепи 4 и тем самым восстанавливается выходное напряжение на выходной емкости 7. С другой стороны, изменение приращений сопротивлеш й теизорезисторов вызывает изменение выходного напряжения на емкррти-7, что и
позволяет однозначно определять их величину.
Таким образом, за счет формирования Епггающего напряжения мостовой тензорезисторной цепи из разности постоянного напря ения и напряжения, пропорционального
напряжению переходного процесса по выше. изложенному способу, повышается точность измерения путем устранения влияния нестабильностей параметров функциональных узлов моста.
Формула изобретения
Способ измерения приращений сопротивления тензорезисторов, включающий преобразование постоянного напряжения питания мостовой цепи в импульсное, усиление напряжения выходной диагонали мостовой цепи и измерение амплитуды напряжения выходной диагонали мостовой цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, из постоянного напряжения питания мостовой цепи вычитают напряжение, пропорционалное текущему з}1ачению напряжения переходного гфоцесса в выходной диагонали мостовой цепи, значение напряжения Переходного процесса в выходн1)й диагонали мостовой цепи выбирают на линейном участке функции напряжения переходного процесса в выходной диагонали мостовой цепи и поддерживают постоянным в течение периода ii()B горения импульсов питания, при этом интервал времени между началом импульса питания и моментом выбора напряжения, пропорционального напряжению переходного процесса в выходной диагонали мостовой цепи, поддерживают постоянным. Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
1.Шушкевич В. А. Основы электротбнзометрии. Минск, Высшая щкола, 1975, с. 108.
2.Хорна О. Тензометри1еские мосты. М., Госэнергоиздат, 1962, с. 205.
Фиг. 2
