Тензометрическое весоизмерительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G01G23/36 

(5) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

, 1 . , .

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

По ОСНОВНОМУ авт. св. № 581386 известно измерительное устройство, содержацее генератор импульсов с времязадающей RC-цепью, блок согласования, мостовой параметрический прео азователь и согласующий усилитель l .

Недостатком известного устройст ва является сравнительно низкая томность измерения/обусловленная нелинейностью мостового, параметрического преобразователя.

Целью изобретения яв1ляется увеличение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены потенциометр, включенный в измерительную диагональ моста, и дополнительный усилитель, через который вершина диагонали питания моста вкЛюче1на на об1цую шину, причем первый вход 1дополнительного усилителя включен

на подвижный контакт потенциометра, а второй соединен с общей шиной.

При этом в устройство может быть введен дополнительный каскад усиления , через который потенциометр включен,в измерительную диагональ моста.

На фиг. 1 и 2 представлены схе.|мы предлагаемого устройства (варианты).

10

Тензометрическое весоизмерительное устройство содержит генератор 1 импульсов с времязадающей RC-цепью, блок 2 согласования, мостовой параметрический преобразователь 3

15 согласующий усилитель k, потенциометр 5, дополнительный усилитель 6, каскад 7 усиления.

Устройство работает следующим образом.

20

Выходной сигнал мостЬвого параметрического преобразователя 3 (сое- тоящего, например из тензорезисторов, собранных по мостовой схеме на упругом элементе силоизмерительно.го датяика), усиленный согласующим усилителем k, подается на емкость КС-цепиi что приводит к изменению периода генерации Т (равного t в случае нулевого выходного сигнала мостового преобразователя при балан се последнего). Период генерации Т линейно связан с величиной разбаг ланса моста параметрического преобразователя 3, т.е. прямо пропорцион лен коэ(М1Ициенту передачи К д мостового преобразователя. Величина Куу определяется относительным изменением Сц сопротивлекмя R тензорезисторов под действием силы К гС -М. С«- п. R. При нелинейном характере зависим сти коэффициента передачи моста 3 о его входной величины (силы) период нелинейно связан с величиной силы. Потенциометр 5 и дополнительный усилитель 6 позволяют питать мостовой параметрический преобразователь 3 напряжением, зависящим от его раз баланса Таким образом, коэффициент передачи параметрического мостового преобразователя 3 становится нелинейно связанным с величиной измёнен14я сопротивления тензорезистороё в его плечах. Величина и знак этой нелинейности однозначно связаны с п ложением движка потенциометра 5. Изменяя положение движка потенциометра 5 можно добиться компенсации исходной нелинейности мостового параметрического преобразователя 3« Для произвольного положения движ ка потенциометра 5 (1), фиг. 1) при имеемfp 0, т.е. vp,vtf 2k (1) -В . Коэффициент передачи моста 3 опреде ляется как .„ ,. К -- : (2) лл Cf U/ При относительном изменении сопротивлений тензорезисторов с учетом (1) выракение (2). имеет вид 1 i (2Юн Разложив (3) в ряд и пренебрегая чл нами, са степенями, выше первой (так типичное значение), имеем ) () Учитывая, что в обычной схеме без коррекции нелинейности . получаем (-2)3 Из формулы (s) следует, что компенсация нелинейности мостового параметрического преобразователя осуществляется в П|4е дел ах максималь- I ного отношения (&Rlt) преобразо- ; вателя,соответствующего номинальной нагрузке. Если для полупроводни-: кбвмх тензорезисторов, имеющих URIR) данной степени компёнсаций(11) в большинстве случаев оказывается достаточно , то для мостов из металлических тензорезисторов с (дЯ|Я),-2-10 глубина ком е сзч з- вается малой (+0.2%). TOI большинство тензодатчиков с такими мостовмми прербразователя МИ выпускается по классам точности 0,25-0,6. Для увеличения степени компенсации нелинейности в этом случае вводится каскад усиления, например, по известной схеме потёнциометрического усилителя (фиг. 2). Параллельно выходу этого, каскада подключается потенциометр 5, движок которого соединен с инвертирующим входом дополнительного усилителя 6. Отличие данной схемы от предыдущей состоит в том, что компенсирующий сигнал усиливается каскадом усиления в , где Кд - коэффициент усиления каскада для дифференциального сигнала. Степень композиции нелинейности в данном устройстве определяется иэ| формулы л и усиливается в Кд раз по сравне- ° нию со схемой, приведенной на фиг.1. Использование изoбpeтe 1я позволит применять менее точные тензодатчи ки в тех случаях, где ранее можно было использовать лишь прецизионные (а, следовательно, более дорогие) тензодатчики.. . Формула изобретения 1. Тензометрическое лвесоизмерительное устройство по авт. св. Н 581386, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены потенциометр, включенный в измерительную диагональ моста, и дополнительный усилитель, через который вершина диагонали питания моста включена на общую шину, причем первый вход допол нитеЛьного усилителя включен на подвижный контакт потенциометра, а второй соединен с общей шиной. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а 10 щ е е с я тем, что в него Э 64 введен каскад усиления, через который потенциометр включен в измерительную диагональ моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 581386, кл. G 01 G 23/36, 06.02.76 (прототип).

аг.1