Тензометрическое цифровое устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 147 ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСА ВТОРСНОМУ У ЕТЕЛ 10 ОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР йф 684326, кл. 6 01 6 23/36, 1977.2, Авторское свидетельство СССР ,:Нф 678329, кл. 6 01 6 23/36, 1977 (прототип). (54) (57) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее тенэодатчики, сое- . диненные в мостовую схему, диагональ пита. ния которой подключена к вторичной обмотке шпающего трансформатора, а одна иэ вершин измерительной диагонали - к шине "Земля", и измерительный автокомпенсатор, к одному входу узла сравнения которого подключена другая вершина измерительной диагонали мостовой схемы, а к другому ьходу - . выход/линейно-декодирующего преобразователя изме.рительного автокомпенсатора, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет уменьшения влияния на результат измерения питающего напряжения, в него введены повторитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, и дели. тель напряжения на двух последовательно соединенных резисторах, причем один из резисторов подключен к одному из концов вторичной обмотки питающего трансформатора, другой резистор подключен к шине "Земля", а общая точка обоих резисторов соединена с одним из входов операционного усилителя, выход кото-. рого подключен к его другому входу и входу ае питания лннейно-декодирующего преобразователя измерительного автокомпенсатора.Изобретение относится к измерительнойтехнике,Известно цифровое тензометрическое устройство, содержащее тензодатчики, нуль. орган, со.стоящий иэ дифференциального сравнивающегоустройства, операционного усилителя и конден.сатора, и аналого-цифровой преобразователь 111.Однако в этом устройстве автокомненсатори тензодатчики подключены к разным вторич.ным обмоткам питающего трансформатора, чтооказывает влияние на точность измерения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тензометрнческоецифровое устройство, содержащее тензодатчи.ки, соединенные в мостовую схему, диагональпитания которой подключена квторичной об.мотке питающего трансформатора, а одна извершин измерительной диагонали - к шине"Земля", и измерительный автокомпенсатор,к одному входу узла сравнения которогоподключена другая вершина измерительнойдиагонали мостовой схемы, а к другому входу - выход линейно-декодирующего преобразователя измерительного автокомпенсатора.Источник переменного напряжения представляет собой трансформатор, который подключенк промышленной сети. Одна из обмоток этоготрансформатора питает линейно-декодирующийпреобразователь, а вторая обмотка - диагональмоста тензодзтчиков 21.Однако, поскольку обмотки в трансформа.торе содержат разное количество витков и различаются в пространственной конфигурзции магнитных потоков, они имеют различное изменение коэффициентов трансформации от напряжения, Вследствие этого при изменении напря.жения питающей сети (в качестве которой ис.пользуется, промышленная сеть 10 - 15%, 5% гармоник) меняются в значительной степени пока.зания, что вызывает погрешность от изменениянапряжения.Кроме того, по укаэанной причине различные гармонйки сети (из допустимых 5%) поэтим двум обмоткам проходят неодинаково,что затрудняет процесс сравнения на несущейчастоте в нуль-органе, в частности на выходеузла сравнения разностный сигнал содержитвысшие гармоники,Цель изобретения - повьпнение точностиизмерения за счет уменьшения влияния на результат измерения питающего напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в тензометрическое цифровое устройство, содержащеетензодатчики, соединенные в мостовую схему,диагональ питания которой подключена к вто.ричной обмотке питающего трансформатора,а одна нз вершин измерительной диагонали -к шине "Земля", и измерительный автокомпенсатор, к одному входу узла сравнения которо 1049749 зго подключена другая вершина измерительнойдиагонали мостовой схемы, а к другому вхо.ду - выход линейно-декодирующего преобразователя измерительного звтокомпенсатора,введены повторитель напряжения, выполненныйна операционном усилителе, и делитель напряжения на двух последовательно соединенныхрезисторах, причем один из резисторов подклю.чен к одному иэ концов вторичной обмотки1 О питающего трансформатора, другой резисторподключен к шине "Земля", а общая точкаобоих резисторов соединена с одним иэ входовоперационного усилителя, выход которого под.ключен к его другому входу и входу питаниялинейно-декодирующего преобразователя.На чертеже показана схема предлагаемогоусройстваТензометрическое цифровое устройство со-.держит автокомпенсатор 1, имеющий узел 2.сравнения и линейно.декодирующий преобра.эователь 3, мостовую схему 4, повторительнапряжения на операционном усилителе 5,резисторы 6 и 7, образующие делитель напряжения, и трансформатор 8 питания с первичной 9 и вторичной 10 обмотками.Мостовая схема 4 образована из силоизме.рительных тензодатчиков 11,Диагональ о-с мостовой схемы подключенз к вторичной обмотке 10 трансформатора 8,30;вершиной- к входу "плюс" узла сравнения(неинвертирующий вход), а вершиной с 1 - кшине "Земля",Резистор б подключен к одному из концовтой же вторичной обмотки 10, к которой подключена мостовая схема 4,Вход "минус" узла 2 сравнения (инвертирующий вход) подключен к выходу операцион.ного усилителя 5, причем этот выход обаеди.нен с инвертирующим входом усилителя 5,Неинвертирующий вход усилителя 5 подключен к точке соединения резисторов 6 и 7;Устройство работает следующим образом,Выходное напряжение тенэодатчиков 11,пропорциональное измеряемой массе, уравно.вешивается поразрядно в конце 2 - 4 - 2 - 1 вы 45 ходным напряжением линейно.декодирующегопреобразователя 3, Сравнение этих напряженийпроисходит в узле 2 сравнения, на выходе которого формируется разностное напряжение,фаза которого определяет процесс "компенса.ции" или "недокомпенсации при включениикаждой ступени преобразователя 3, Фаза разностного напряжения определяется фазочувствительным устройством нуль-органа (не показан), В конце измерения наступает полная55 компенсация и раэностное напряжение приближается к нулю.Питание линейно-декодирующего преобразователя 3 осуществляется от операционного"Гехред О,Неце Редактор А, Шандор Корректор А, Повх Заказ 8402/38 Тираж 643ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб д. 4 / 5 Подписное. Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3, 1049 усилителя 5, который имеет низкое выходное сопротивление в режиме повторителя. Преоб.раэователь 3 представляет собой точный те.традно десятичный делитель, поэтому питание от операционного усилителя исключает пали.чие погрешности при работе преобразователя 3. Делитель напряжения на резисторах 6 и 7 обеспечивает необходимую величину напряже.ния питания преобразователя 3. Резистор 7 - переменный, т. е. с его помощью можно вы.ставить необходимую цену деления. Питание делителя напряжения на резисторах 6 и 7 . осуществляется от обмотки 10 питания мосто. вой схемы 4.Прн работе тенэодатчнков напржне, по.ступающее на делитель напряжения, несколько меняется от разбаланса мостовой схемь 1 4 тенэодатчиков 11 в процессе их нагружения нлн разгружения. Влияние на погрешность измерения этого изменения согласно расчетам не превышает 0,02%,Вследствие того, что питание линейно-деко. дирующего преобразователя осуществляется от 749 4того же напряжения, что и диагональ мостовой схемы тензодатчиков, зависимость показа. ний от изменения напряжения нромьщаенной сети отсутствует, На выходе узла сраВнения отсутствуют также в процессе сравнения высшиегармоники (из 5% допустимых), что позволя.ет производить сравнения с большей точностью,Таким образом, по сравнению с известнымустройством получена более высокая точностьпри измерении сигнала тенэодатчиков.Экспериментальные исследования подтвер дили независимость показаний от измененияпромь 1 шленной сети и повьпнение точности иэ.мерения. Следует отметить, что покаэния независят от сети в гораздо широких пределах,чем это допускает ГОСТ. Изобретение может быть применено в теизометрических цифровых устройствах либо в других случаях, где необходимо получнть езависимосп показаний цифрового прибора от изменения налркження при изменении аигналов от мостовых датчиков,