Тензометрическое устройство Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к тензометрическим устройствам для измерения деформации .

По основному авт. св. № 746175 известно тензометрическое устройство, содержащее источник питания, электрический MOCTJ образованный резисторным и тензорезисторным полумостами, в изг мерительную диагональ которого включен регистратор, тензорезисторный по-; лумост образован включенными в его плечи активными и компенсационными тензорезисторами, вход первого плеча резисторного полумоста соединен с входом первого переключателя тензорезисторов, выходы которого подключены к входам активных тензорезисторов тензорезисторного полумоста, под ключенным к выходам второго переключателя тензорезисторов, вход которого .соединен с первым выходом источника питания, управляемое сопротивление, дифференциальный усилитель и дополнительный источник питания, управляемое сопротивление включено между вторым выходом источника питания и входом компенсационного тензорезистора тенэорезигторного полумоста, к которому подключен один вход дифференциалького усилителя, второй вход которого подключен к входу второго плеча резисторного полумоста, а выход подсоединен к входу управляемого сопротивления, дополнительный источник питания подключен к резисторному полумосту через входы его плеч

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что тензометрическое устройство снаб-жено переключателем резисторного полу15моста, первый вход которого подключен к первому выходу дополнительного источника питания и входу первого переключателя тензорезисторов, второй вход подключен ко второму выходу вто20рого источника питания и ко второму входу дифференциального усилителя, управляющий вход подключен к синхронизирующему выходу регистратора, а выходы - к входам плеч резисторного

25 полумоста.

Введение переключателя резисторного полумоста, обеспечивая попеременное подключение входов плеч резисторного полумоста,.исключает влияние

30 изменения соотношения его плеч. Влагодаря этому точность измерения устройства повышается на порядок. На чертеже представлена блок-схем тензометрического устройства. Устройство содержит резисторный полумост 1, входы плеч которого подключены к выходам переключателя 2. Первый вход переключателя 2 резистор ного полумоста 1 подключен к первому выходу второго источника 3 питания и входу первого переключателя 4 тензорезисторов 5-7. Выходы первогсз переключателя 4 подключены к выводам тензорезисторов 5-7, каждый из которых вторым выводом соединены с пер вым выводом компенсационного тензорезистора 8. Активные тензорезисторы 5-7 и компенсационные тензорезистор 8 образуют тензорезисторный полумост 9. Второй выход второго источника 3 питания подключен ко второму входу переключателя 2 резисторного полумоста 1 и ко второму вхо ду дифференциального усилителя Ю, выход которого подключен к управляющему входу управляемого сопротивлеНИН 11. Резисторный полумост 1 и тен зорезисторный полумост 9 образуют электрический мост 12 j в измеритель- ную диагональ которого включен регис тратор 13, синхронизирующий выход которого подключен к управляющему входу переключателя 2 резисторного полумоста 1. Первый выход первого ис точника 14 питания подключен ко входу второго переключателя 15 тензорезисторов 5-7, выходы которого подключены ко входам тензорезисторов 5-7. Управляемое сопротивление 11 подключено между вторым выходом первого источника 14 питания и вторы выводом компенсационного тензорезистора 8, к которому подключен первый вход дифференциального усилителя 10, Регистратор 13 выполнен по принципу аналог-цифрового переключателя с двойным интегрированием. Устройство работает слеэдующим образом. Тензорезисторный полумост 9 запитывается от первого источника 14 пцтания, напряжение которого автоматически оегулиоуется управляемым сппоотивлением 11 под воздействием сигнала рассогласования, поступающе- го с выхода дифференциального усилителя 10. Выборка избранного для изме рения одного из тензорезисторов 5-7 и подключение его к первому выходу ; первого источника 14 питания и резис торного полумоста 1 производится переключением и--переключателей4 и 15 соответственно в одноименные положеТак как в разрыв жду соединител ной линией, подключенной к тензоре-зисторному полумосту 9, и вторым выходом переключателя 2 резисторного п лумоста 1 включен дифференциальный усилитель 10, имеющий высокое входное сопротивление, соединительные линии между переключателем 4 и тензорезисторами 5-7, а также между компенсационным тензорезистором 8 и дифференциальным усилителем 10 практически обесточены. В результате этого потенциалы на входах тензорезисторов 5-7 и входе первого переключателя 4 тензорезисторов становятся равными. На один вход дифференциального усилителя 10 подается потенциал с выхода компенсационного тензорезистора 8, а на другой его вход - потенциал с выхода переключателя 2, коммутирующего сигналы резисторного полумоста 1. Незначительные различия этих потенциалов вызывают появление сигнала рассогласования на выходе дифференциального усилителя 10. Сигнал рассогласо вания поступает на управляющий вход управляемого сопротивления 11 и регулирует его до тех пор, пока потенциал с выхода компенсационного тензорезистора 8 станет равным потенциалу с выхода переключателя 2 резисторного полумоста 1. В результате равенства потенциалов на входах первого переключателя 4 и тензорезисторов 5-7 и равенства по-, тенциалов с выходов компенсационного тензорезистора 8 и переключателя 2 резисторного полумоста 1 устраняется влияние паразитних сопротивлений практически обесточенных данных соединительных линий, а также между тен зорезисторным полумостом 9 и дифференциальным усилителем 10 и переключателей 4 и 15, Для исключения влияния изменения соотношения плеч резисторного полумоста 1 с помощью переключателя 2 осуществляется коммутация входов плеч резисторного полумоста 1 по командам, приходящим на управляющий вход переключателя 2 с синхронизирующего выхода регистратора 13. Работа регистратора 13, включенного в измерительную диагональ электрического моста 12, построена таким образом, что время интегрирования входного сигнала разделено на два равных полупериода. В первый полупериод входы плеч резисторного полумоста 1 подключаются с помощью .переключателя 2 ко входу дифференциального усилителя 10 и входу первого переключателя 4 тензорезисторов 5-7, а второй полупериод входы плеч резисторного полумоста 1 подключаются наоборот, т.е. к входу первого переключателя 4 тензорезисторов 5-7 и входу дифференциального усилителя 10, При этом изменения соотношения плеч резисторного полумоста 1, вьтзывающие ложный разбаланс электрического моста 12 в первый полупериод интег