Тензометрическое устройство Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

(5) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензометрическим-устройствам, и может быть использовано для измерения механических параметров в условиях повышенных и быстроменяющихся температур.

Известно тензометрическое устройство, содержащее измерительный тензомост, стабилизированный источник питания и компенсационный термочув ствительный мост, а также резистор обратной связи, включенный в верхнее по отношению к общему приводу схемы длечо компенсационного моста, резистор компенсации ухода нуля, включенный в одно из плеч измерительного моста, и усилитель, выход которого соединен с резистором обратной связи и резистором ухода нуля, а вход - с измерительной диагональю компенсационного моста llj.

В этом тензометрическом устройстве тензорезисторы включены в схе

му моста Уитсона. Недостатком такого включения является то, что при работе с заземленным источником питания необходимо изолировать усилитель от земли либо использовать

трансформаторную связь (при работе на переменном токе,) или связь через дифференциальный усилитель, что приводит к усложнению конструкции и снижению-надежности работы.

0

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . тензометрическое устройство, содержащее заземляемый.источник питания, два последовательно соединенных ре15зистора, образующих делитель напря-. жения, операционный усилитель, к одному из входов которого подключена средняя точка делителя, два послеJJJ довательно соединенных-тензорезистора, один из которых заземлен, образуххцих другой делитель напряжения, средняя точка которого подключена ло второму входу операционного усилителя, второй тензорезистор соединен с одним из резисторов и подключен к источнику питания, а второй резистор включен в цепь обратной связи операционного усилителя 2}. Недостатком известного устройства является низкая точность вслед ствие наличия значительной температурной погрешности. Цель изобретения - повышение точ ности измерения при работе в динами ческом тепловом режиме. Поставленная цель достигается тем, что тензометрическое устройство снабжено последовательно соеди ненными вторым операционным усилителем, масштабным усилителем и сумматором, второй вход которого подкл чен к ВЫХОДУ первого операционного усилителя, а также тремя дополнительными резисторами, один из которых включен в цепь обратной связи второго операционного усилителя, а два других включены параллельно меж ду источником питания и двумя входа NM второго операционного усилителя На чертеже изображена блок-схема тензометрического устройства. Устройство содержит заземляемый источник t питания, последовательно соединенные резисторы 2 и 3 образующие делитель напряжения, операционный усилитель Ц, к одному из входов которого подключена средняя точка делителя, последовательно сое диненные Тензорезисторы 5 и 6, из которых тензорезистор 6 заземлен, образующие другой делитель напряжения, средняя точка которого подклю чена ко второму входу операционного усилителя i, Тензорезистор 5 соединен с резистором 2, а резисто 3 включен в цепь обратной связи опе рационного усилителя k. Устройство содержит также после довательно соединенные операционный усилитель 7, масштабный усилитель 8 и сумматор 9 второй вход которого подключен к выходу операционного усилителя k, и дополнител ные резисторы 10 - 12. Резистор 12 включен 8 цепь обратной связи операционного усилителя 7 а резисторы 10 и 11 включены параллельно между источником 1 питания и двумя входами операционного усилителя 7. Тензорезисторы 5 и 6, .резисторы 2 и 3 и операционный усилитель Ц образуют внутренний псевдомост. 4 а резисторы 10 - 12 и операционный усилитель 7 образуют внешний псевдомост. Работа тензометрического устройства осуществляется следующим образом. Тензорезистор 5 воспринимает деформацию растяжения, а тензорезистор 6 - деформацию сжа1тия, такую же по величине. Тензорезисторы 5 и 6 находятся в одинаковых температурных условиях. С выхода операционого усилителя снимается основной сигнал Rj-Rfe - RyR5 U )(R(, a с выхода операционного усилителя снимается дополнительный сигнал и и %Ri-t (Rff+RbJ-R-ig-R-toCR -Rg) R.,,()+R(R(,+R5) где Uf - напряжение источника питания;R( R-; И R(2 - соответственно сопротивления резисторов 2 и 3 тензорезисторов 5 и 6 и резисторов 1012. Сигналы 11,2. У информацию о давлении и температуре в мес- . те расположения тензорезмстерев. Причем чувствительность сигнала и к давлению выше, чем к температуре, в то же время чувствительность сигнала Un к температуре выше, чем к давлению, так как в схеме внешнего моста, используемой для получения сигнала lU, лишь одно плечо является термозависимым и его влияние на температурную зависимость сигнала Un не ослабляется действием соседнего плеча, поэтому при необходимости получения информации, кроме давления и о температуре, можно использовать сигнал и, а для расширения температурного диапазона тензометра сигнал Ui может быть использован в качестве корректирующего. Сигнал и поступает с выхода операционного усилителя k непосредственно на один вход сумматора 9 з си| нал и (поступает с выхода операционного усилителя 7 через масштабный усилитель 8, который позволяет применять Тензорезисторы с различным номинальным сопротивлением и ТКС (температурным коэффициентом сопротивления) .