Тензопреобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ц 4 б 01 В 7/16 РЕТЕНИЯ(21) 3829227/25-2 (22) 25.12.84 (46) 23,07.86. Бю (71) Всесоюзный тепловозный инст (72) Н. А. Куз И. Л. Рубин и Б. (53) 531.781.2 (08 (56) Авторское с442363, кл. 6 идетельство СС01 В 7/16, 1972. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС л.М 27научно-исследовательскийитутнецов, И. В. Фридбауэр,Н. Крылов88)(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений, Цель изобретения - повышение точности путем повышения помехозащищенности и температурной стабильности. Преобразователи напряжение - ток преобразуют напряжение разбаланса тензомоста в гок, величина которого ограничивается входным резистором. Преобразователь ток в напряжен образует на Я 0124586 выходе напряжение, прямо пропорциональное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы. Источники тока задают начальные токи преобразователей напряжение в т и предназначены для термокомпенсации теплового дрейфа. Источник опорного напряжения вырабатывает стабилизированное напряжение, поступающее на неинвертирующие входы операционных усилителей источников тока. Токозадающие цепи задают величины начальных выходных токов источников тока и изменяют эти токи под действием температуры. Введение токозадающих цепей обеспечивает увеличение термостабильности тензопреобразователя. Наличие преобразователей напряжение в т, преобразователя ток в напряжен, источников тока и источника опорного напряжения обеспечивает высокий коэффициент ослабления синфазного сигнала, что обеспечивает высокую помехозащищенность тензопреобразователя. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений.Цель изобретения -- повышение точности путем повышения помехозащищенности и температурной стабильности.На чертеже изобракена функциональная схема тензопреобразователя.Тензопреобразователь содержит источник 1 питания, подключенный к нему тензомост 2, первый 3 и второй 4 преобразователи напряжениеток, выполненные в виде последовательно соединенных операционных усилителей 5 и 6, полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительных резисторов 9 и О, входной резистор 11, включенный между инвертирующими входами операционных усилителей 5 и 6, преобразователем 12 ток -- напряжение, выполненным в виде операционного усилителя 13 с отрицательной обратной связью, первым 14 и вторым 15 источниками тока, выполненными 1 виде операционных усилителей 16 и 17, полевых транзисторов 18 и 19 и токозадающих цепей 20 и 21. Токозадающая цепь 20 состоит из резистора 22 и терморезистора 23, токозадаоцая цепь 21из резистора 24.Устройство содержит также источник 25 опорного напряжения. Первый 3 и второй 4 преобразователь напряжение - ток преобразуют напряжения разбаланса тензомоста 2 и гок, веливина которого ограничивается вхо.ным резистором 11. Преобразователь 12 ток - напряжение образует на своем выходе, являюцемся выходом тензопреобразователя, напряжение, пропорциональное разности токов, поступающих на его инвертируюший и неинвертирующнй входы. Первый 14 и второй 15 источники тока предназначены для задания наальных токов преобразователей напряжение -ток, задающих начальное выходное напряжение преобразователя 12 ток -напрякение и для термокомпенсации теплового дрейфа тензопрсооразователя. Источник 25 опорного напряжения вырабатывае 1 сабилизированное постоянное напряжение, поступающее на неинвертирующие входы операционных усилителей источников 14 и 15 тока. Входной резистор 11 предназначен для образования цепи, в которой замыкаются токи преобразователей 3 и 4 ни 1151 же 5 ие - ток.Токозадаюцие цепи 20 и 21 предназначены для задания величин начальных выходных токов источников 14 и 15 тока и для изменения выходных токов этих источников токов под действием температуры. В зависи. мости от знака дрейфа тензопреобразователя терморезистор 23 включается в цепь 20 или цепь 21. Первый 9 и второй 10 токоограничительные резисторы предназначены для ограничения величин токов, втекающих в источник питания из цепи, в которой замыкактся токи преобразователей 3 и 4 напряжение -ток. Тензопреобразователь работает следующим образом.Источник 1 питания создает на измерительной диагонали тензомоста 2 разность падения напряжений, пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Начальное напряжение на выходе тензопреобразователя определяется разностью токов, поступающих на неинвертирующий и инвертируюций входы преобразователя 12 ток - напряжение, которая представляет собой сумму разностей токов, вырабатываемых первым 3 и вторым 4 преобразователями напряжение - ток, первым 14 и вторым 15 источниками тока.Компенсация температурного дрейфа тензопреобразонателя осуцествляется следующим образомДрейф всего тензопреобразователя определяется дрейфом операционных усилителей 5 и 6 (ОУ), входяцих в преобразователи 3 и 4 напряжение-.-ток.Дреиф ОУ определяется по формулегде 0 - тепловой дрейф;ЛЕ - изменение входного напряжениясдвига ОУ под действием изменения температуры;ЛТизменение темературы окружаюцеЙ седъ.При Е.,= О тепловой дрейф стремится к нулю. При данном включении ОУ в преобразователи 3 и 4 напряжениеток выходные напряжения сдвигов возгикают на инвертирующих входах ОУ, а следовательно, и на входном резисторе . На резисторе 11 напряжения сдвигов преобразуются в токЬсЛВЬСЛВ 2./Э -При равенстве токов источников 14 и 5 тока юстоянный ток от этих источников тока через входной резистор 1 не протекает. Для компенсации тока У 5 разность токов источников 14 и 15 тока должна по величине равняться току 7 ь и быть противоположной по знаку1(1)х %. х 2+Р 2:где Еель, - выходное напряжение сдвигаоперационного усилителя 5;(Ал 5 - выходное напряжение сдвига операционного усилителя 6;Й 11входнои резистор 11;1./л - величина опорного напряжения.Из соотношения (1) для конкретного типа ОУ нычисляется значение терморезисто. ра 23. В зависимости от знака дрейфа терморезистор 23 включается в токозадаюцую цепь 20 или 21 источника 14 или 15 тока. Для полной компенсации температурного дрейфа терморезистор необходимо выбирать1245867 Формула изобретения Составитель Т Нико з Техред И. Верее Тираж 670 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж - 35, Раушска илиал ППП Патент ъ, г. Ужгород, лаеваКорректор Подписное итета СССР ткрытий я наб., д. 4/5 ул. Проектная едактор Л. Козориа к аз 3984130 утяга с характеристикой, соответствующей зависимости Ааа от температуры. Введение токозадающих цепей обеспечивает увеличение термостабильности тензопреобразователя. Наличие первого и второго преобразователей напряжение в -ток, преобразователя ток в напряжен, первого и второго источников тока, источника опорного напряжения, входного резистора, токоограничительных резисторов обеспечивает высокий коэффициент ослабления синфазного сигнала, что приводит к высокой помехозашишенности тензопреобразователя. Тензопреобразователь, содержаший источник питания и подключенный к нему тепзомост, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем повышения помехозащищенности и температурной стабильности, оно снабжено первым и вторым преобразователями напряжение - ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя, полевого транзистора и токоограничительного резистора, входным резистором, включенным между инвертирующими входами операционных усилителей преобразователей напряжение в т, преобразователем ток в напряжение, выполненным в виде операционного усилителя с отрицательной обратной связью, первым и вторым источниками тока, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя, полевого транзистора и токозадаюшей цепи, источником опорного на пряжения, подключенным к неинвертируюшим входам операционных усилителей первого и второго источников тока, инвертируюшие входы которых подключены к истокам соответствующих полевых транзисторов источников тока, стоки которых подключены к истокам соответствующих полевых транзисторов и инвертируюшим входам соответствующих операционных усилителей преобразователей напряжение - ток, инвертируюший и неинвертируюший входы операционного усилителя преобразователя ток - напряжение подключены соответственно к стокам полевых транзисторов первого и второго преобразователей напряжение - ток, а выходы источников тока и преобразователей напряжение - ток подключены со ответственно к минусу и плюсу источникапитания.