Тензопреобразователь Советский патент 1981 года по МПК G01B7/16 G01R17/06 G01R17/10 

(54) ТВНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин электрическими методами с помощью тензорезисторных датчиков и может быть использовано для измерения силы, давления, момента, перемещения, ускорения в испытательной технике и системах измерения технологических параметров производства.

Известны тепзопреобразователи, содержащие тензорезисторы и подгоночные ре-. зисторы, образующие листовую схему.

Один из тензопреобразователей содержит датчик деформации, выполненный в моста постоянного тока на тензорезисторах, блок балансировки начального разбаланса и термостабилизании 1.

Уменьщение начального разбаланса моста и его температурных погрешностей достигается благодаря близости параметров тензорезисторов монолитной мостовой структуры. При этом полная компенсация начального разбаланса и его температурной погрешности не может быть достигнута.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является тензопреобразогичтель, содержащий датчик деформации, выполненный в виде моста постоянного тока на тензорезисторах, блок балансировки начального разбаланса и термостабилиза ши с термокомпенсирующим элементом 2.

Балансировка и компенсация температурного дрейфа нуля мостовой схемы осуществляется с помощью двух подгоночных стабильных резисторов, один из которых включен последовательно с одним из тензорезисторов, а второй и унтирует другой тензорезистор. Такая компенсация отличается не10стабильностью и сложностью в реализации, , так как для точной подгонки требует знания номинального значения сопротивления тензорезистора и температурного изменения его сопротивления.

Цель изобретения - повышение точнос 5ти преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что блок балансировки начального разбаланса и термостабилизаци выполнен в виде двух резисторных делителей потеникометричес30кого типа, выводы которых подключены к источнику питания и к диагонали моста постоянного тока, а выводы средних точек делителей подключены к выходной диагонали

моста постоянного тока, один - через термочувствительный элемент, а другой - через введенный термостабильный элемент.

На чертеже представлена функциональ мая схема устройства.

Тензопреобразователь содержит датчик 1 деформации, выполненный в виде моста постоянного тока на тензорезисторах, резисторные делители 2 и 3 потенциометрического типа,дополнительные резисторы 4 и 5. Резистор 4 - термочувствительный, резистор 5 - термостабильный.

Устройство работает следующим образом.

При подключении датчика 1 деформации выполненного в виде моста постоянного тока на тензорезисторах, к источнику питания на измерительной диагонали моста появляется выходное напряжение иву. . Если на упругий элемент датчика 1 не действует механическое усилие, сопротивления тензорезисторов моста имеют приближенно равные значения. Разница в значениях сопротивления тензорезисторов выравнивается изменением дополнительного резистора 4 или 5 до получения нулевого сигнала на выходе моста на тензорезисторах. Когда резисторные делители 2 и 3 состоят из равных сопротивлений, изменение сигнала минимальное н определяется величиной разброса резисторов плеча монолитных мостов тензорезисторов датчика 1 деформации. В случае, когда сопротивления не равны, то изменением дополнительного резистор 4 или 5 компенсируют начальный ра5г6аланс мостовой схемы одного или другого.знака. Неравенство сопротивлений резисторов делителей 2 и 3 достигается тем, что они имеют несколько выходов и в зависимости от знака и величины выходного сигнала датчика I информацин, выполненного как монолитный мост тензорезисторов, дополнительные резисторы 4 и 5 подсоединяются к тому или другому выходу.

Температурное изменение начальиого разбаланса датчика 1, выполненного как монолитный мост тензорезисторов, проявляется в изменении UBWX. от температуры, при этом его величи 1а не зависит от начального разбаланса и компенсируется независимо.

Когда делитель 2 выполнен на термостабильных резисторах, то регулировкой термочувствительного дополнительного резистора 4 и выбором входа делителя 2 для подключения резистора 4 обеспечивается темпера турная компенсация тензопреобразователя Если делитель 2 содержит термочувствительное сопротивленне, то коэффициент пере

дачи делителя изменяется от температуры; а при изменении величины дополнительного резистора 4 его влияние на мост тензорези торов меняется и устанавливается так, бы при заданной повышенной (пониженной) температуре изменения ,,. равнялись нулю. Знак компенсации выходного напряжения определяется тем, какое нз сопротивлений делителя 2 является термочувствительным.

Предлагаемое устройство сокращает трудоемкость процесса компенсации, так как процесс независимой компенсации начального разбаланса и его температурного изменения осуществляется двумя отдельными

цепями - делителя 2 на резисторах и дополнительного термочувствительного резистора 4, делителя 3 на резисторах н дополнительного термостабильного резистора 5. При этом компенсируются достаточно малые изменения сопротивления монолнтнго моста тензоре исторов, делители 2 и 3 могут быть высокоомные в сравнении с мостом, а следовательно, требования к стабильности делителей 2, 3 и качеству внутренних соединений значительно ослабляется. Это

5 обеспечивает более высокую точность компенсации н высокую стабильность преобразования термостабилизированного тензопреобразователя.

Формула изобретения

Тензопреобразователь, содержащий датчик, деформации, выполненный в Биде моста постоянного тока на тензорезисторах, блок

балансировки начального разбаланса и термостабилизации с термокомпенсирующим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, блок балансировки начального разбаланса и термостабилизации выполнен в виде двух резисторных делителей потенциометрического типа, выводы которых подключены к источнику питания и к диагонали моста постоянного тока, а выводы средних точек делителей подключены к выходной диагонали мосla постиянного тока, один - через термочувствительный элемент, а другой - через введенный термостабильный элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 323676, кл G 01 В 7/18 20.03.70.

2. Патент США № 3447362, кл. 73--88.5, опублик. 1969.