Тензометрическое устройство с прямоугольным напряжением питания моста Советский патент 1980 года по МПК G01R17/10 

(54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ПИТАНИЯ МОСТА

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензометрической аппаратуре на несущей частоте с прямоугольным напряжением питания измерительных мостов.

Известна тензоматрическая аппаратура с прямоугольным напряжение питания мостов, содержащая генератор тактовых импульсов, делитель частоты, возбудитель демодулятора, устройство О формирования напряжения питания измерительного моста, первый усилитель, ключевое устройство, второй усилитель, инвертор, демодулятор, фильтр и вы ходной усилитель ЦЗ-15

В указанной аппаратуре влияние паразитных выбросов на фрон,тах измеряемого напряжения в значительной степени уменьшается за счет стробирования, которое выполняется ключевым устрой- 20 ством, размещенным между первым и вторым .усилителем.

Недостатком этой аппаратуры является отсутствие гальванического разделения между измерительными мостами 25 и входами аппаратуры, что приводит к снижению помехозащищенности аппаратуры по отношению к помехам, возникающим между точкс1ми заземления аппаратуры и объекта тензометрирования, 30

удаленных друг от друга иногда на сотни метров. При значительной энергонасыщенности современных измерительных залов и стендов уровень помехи между точками заземления объекта и аппаратуры достигает величины, затрудняющей измерение сигналов низкого уровня.

Известна аппаратура для измерения деформаций и температур, содержащая задающий генератор, устройство питания мостов, измерительные мосты, входной трансформатор, усилитель, ключевые и выходные устройства, в которой осуществлена гальваническая развязка между измерительными мостами и аппаратурой за счет применения входного трансформатора с незаземленной первичной обмоткой 21.

Недостатком устройства является невысокая точность, так как емкость, шунтирующая плечо мрста, будет изменяться в значительных пределах, то это приведет к погрешности в измерениях, учет которой весьма затруднителен, так как длительность переходного процесса зависит от выходного сопротивления моста, индуктивносТИ трансформатора, емкости входного кабеля и т.п. Цель изобретения - повышение точности измерений. .. -- --- {jQj.;,jg-j{ -jj- -jj- цепь достигается тем что тёйЭометрическое устройство, содержащее последовательно соединенный задающий генератор, блок питания моста, измерительный мост, входной транс форматор, усилитель, ключевой и выходной блоки, снабжено пЬсЛедовательно соединенными формирователем и вторым кл Ьчевым блЫкбм, вход которого подключен параллельно любой из обмоток входного трансформатора, а вход формиЕ ователя - к выходу задающего генератора. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого тензометрического устройства с прямоугольным напряжением питания моста; на фиг. 2 - эпюры напряжений. Тензометрическое устройство содержит задающий генератор 1, один вы ход которого соединен через блок 2 питания мостов с диагональю. 3 питани моста. Второй выход задающего генера тора соединен с ключевым блоком 4 и формирователем 5. Измерительная диа гональ моста соединена с первичной обмоткой входного трансформатора б, причем паргшлельно .одной из его обмоток (например вторичной) подсоединен второй ключевой блок 7, соединен ный с выходом формирователя 5. Ко вторичной обмотке трансформатора последовательно присоединены усилитель 8, первый ключевой блок 4 и выходной блок 9. Работу схемы можно проиллюстрировать эпюрс1ми напряжений (см. фиг. 2, эп. 1-6) . в задающем генераторе 1 вырабатывак тся прямоугольные импульсы (эп. 1) которые затем подаются на блок 2 пиГа.ния Мостов, где происходйт логичес koe деление частоты генератора до значения несущей частоты и усиления полученного напряженйяТпо йощнбсти (эп. 2). Кроме того, в задающем гене раторе формируются импульсы управления ключевым блоком 4 (эп. 3) и форцирователем 5 (эп. 4). С выхода устройства питания моста напряжение по даётся на диагональ питания моста. Сигнал с выхода измерительных мос тов (эп. 5) поступает на входной трансформатор 6, причем к моменту формирования на фронтах напряжения с моста паразитных выбросов одна из об MOTOjf трансформатора (на фиг. 1 вторичная) замыкаетгся накорОт1 5Ь зторым ключевым блокбм 7 и остается в таком состоянии до окончания переходного процесса. Это существенно Уменьшает напряжение самоиндукции на первичной обмотке трансформатора и сокращает длительность паразитного выброса за счет уменьшения постоянной времени заряда паразитной емкости в мосте. Управление вторым ключевым блоком осуществляется от формирователя 5. С выхода трансформатора сигнал поступает на усилитель 8 и далее на первый ключевой блок 4, управление которым осуществляется импульсами с задающего генератора 1. Импульсы управления первым ключевым блоком по длительности перекрывают импульсы управления вторым ключевым блоком и располагаются симметрично относительно фронтов напряжения питания мостов с тем, чтобы исключить коммутационные выбросы напряжения, образующиеся при работе второго ключевого устройства,и уменьшать погрешность за счет конечного значения индуктивности первичной обмотки входного трансформатора при изменении выходного сопротивления моста. С выхода первого ключевого блока измеряемый сигнал (эп. 6) поступает на выходной блок 9. Полученные результаты показали, что введение тензометрической аппаратуры со входным трансформатором позволяет существенно повысить точность измерений присохранении высокой помехозащищенности, присущей аппаратуре с гальваническим разделением, входных и усилительных цепей. Формула изобретения Тензометрическое устройство с прямоуголь1ным напряжением питания моста, содержащее последовательно соединенные задакидий генератор, блок питания моста, измерительный мост, входной трансформатор, усилитель, ключевой и вьЬсодной блоки, отличающееся Тем, что-, с: целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными формирователем и вторым ключевым блоком, вход которого подключен параллельно любой из обмоток входного трансформатора, а вход формирователя - к выходу задающего генератора. Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе 1..Проспект фирмы Брюль и Къер Тензоиндикатор 1526. 2. Веклёмищев А.И. и др. Сб. работ по измерительным и вычислительным системам для исследования аэродинамики, динамики и прочности летательных аппаратов . ЦАГИ, вып. 1599, 1977.

./

ШЛШ1