Тензопреобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЬСТВ ОМ А чно-исследовательски И. В. ФридбауКрылов тельств В 7/16 АЗОВА носится быть ис ью ти с(71) Всесоюзный наутепловозный институт(57) Изобретение отной технике и можетизмерения деформацных конструкций. Цеется повышение точно о СССР , 1984.ТЕЛЬк измерительпользовано для ашиностроительобретения являмерений за счет увеличения стабильности питания. Исто-:- ник 17 тока, включенный в диагональ питания тензомоста 2, вырабатывает стабилизированный ток. Транзисторы 19, 21 - согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смещением. Истоковые резисторы 20, 22 равны между собой и служат для установки начального тока стока через полевые транзисторы 19, 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока. 1 ил.35 40 45 50 55 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций машиностроительных конструкций.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения стабильности питания тензомоста путем включения в диагональ питания тензомоста источника тока с внутренним источником тока.На чертеже представлена структурная схема тензопреобразователя. Тензопреобразователь содержит источник 1 питания, тензомост 2, измерительная диагональ которого соединена с неинвертирующими входами преобразователей 3 и 4 напряжение - ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционных усилителей 5 и 6 полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительных резисторов 9 и 10, входной резистор 11, включенный между инвертирующими входами операционных усилителей 5 и 6, преобразователь 12 ток - напряжение, выполненный в виде операционного усилителя 13 с отрицательной обратной связью, инвертирующий и неинвертирующие входы которого соответственно соединены со стоками полевых транзисторов 7, 8 и через токоограничительные резисторы 9 и0 - с плюсом источника 1 питания, источники 14 и 15 тока, один из выходов которых соединен со стоком соответствующего полевого транзистора 7, 8 и инвертирующим входом соответствующего операционного усилителя 5 и 6, а другой выход соединен с Минусом источника 1 питания, источник 16 опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами источников 14 и 15 тока, источник 17 тока, состоящий из операционного усилителя 18, выход которого соединен с затвором полевого транзистора 19, исток которого через стоковый резистор 20 соединен со стоком полевого транзистора 21, исток которого через истоковый резистор 22 соединен с его затвором и с Минусом источника 1 питания, биполярного транзистора 23, база которого соединена со стоком полевого транзистора 21, коллектор соединен со стоком полевого транзистора 19 и с клеммой Плюс источника 1 питания, а эмиттер соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста 2, другая вершина диагонали питания тензомоста 2 через токозадающий резистор 24 соединена с Минусом источника 1 питания и с инвертирующим входом операционного усилителя 18, неинвертирующий вход соединен с выходом источника 16 опорного напряжения.Преобразователь 3 и 4 напряжение - ток преобразуют напряжение разбаланса тензомоста 2 в ток, величина которого ограничивается входным резисто ) ом 11. Преобразователь 12 ток - напряже де образует на своем выходе, являющемо выходом тензопреобразователя, напряжеие, пропорциональ 5 10 15 20 25 30 2ное разности токов, поступающих на егоинвертирующий и неинвертирующий входы,Источники 14 и 15 тока предназначены длязадания начальных токов преобразователейнапряжение - ток, задающих начальное выходное напряжение преобразователя 12ток - напряжение и для термокомпенсациитеплового дрейфа тензопреобразователя.Источник 16 опорного напряжения вырабатывает стабилизированное постоянное напряжение, поступающее на управляющиевходы источников 14, 15 и 17 тока. Источник 17 тока вырабатывает стабилизированный ток, питающий тензомост 2. Транзисторы 19 и 21 - согласованная пара полевыхтранзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смещением.Истоковые резисторы 20 и 22 равны междусобой и служат для установки начальноготока стока через полевые транзисторы 19и 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой.Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составноготранзистора, что увеличивает нагрузочнуюспособность источника 17 тока.Текзопреобразователь работает следующим образом,Источник 17 тока вырабатывает ток, независящий от величины нагрузки и величинынапряжения источника 1 питанияои(1)где 7 - ток источника 17 тока;У, - опорное напряжение;Я 4 - токозадающий резистор 24. Ток источника 17 тока создает на измерительной диагонали тензомоста 2 разность падения напряжения, пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Напряжение с измерительной диагонали тензомоста 2 преобразуется преобразователями 3 и 4 напряжение в т на входном резисторе 11 в ток,= - -, (2) где 1, - выходной ток преобразователей 3и 4;Л(/ - напряжение разбаланса тензомоста;Р - входной резистор 11.Преобразователь 12 ток - напряжение преобразует ток 1 в напряжение, которое является выходным напряжением всего тензопреобразователя, Коэффициент преобразования тока в напряжение определяется отношением суммы резисторов, стоящих в обратных связях операционного усилителя 13 преобразователя 12 ток в напряжен к величине входного резистора 11,Введение в устройство источника 17 тока исключает влияние нестабильности источника 1 питания на тензомост 2 и влияние изменения сопротивления длинных соединитель1381327 Формула изобретения авитель В.ед И. Вереж 680ета СССР- 35, Рауше предприя СостТехТир исаревс кииКорреПодпизобретд.город,тор Л. Пилипенкноеений и открытий Редактор М. НедолуженкоЗаказ 837/36ВНИИПИ Государственного113035, МоскПроизводственно. полиграф о делам ская н ие,г.У коми а. Проектная,ичес 3ных линий, подключающих тензомост к тензопреобразователю.Введение в источник 17 тока операционного усилителя 18, согласованной пары полевых транзисторов 19 и 21, биполярного транзистора 23 увеличивает его температурную стабильность, линейность и нагрузочную способность источника тока.Операционный усилитель 18, включенный по схеме с отрицательной обратной связью, отрабатывает на своем инвертирующем входе напряжение источника 16 опорного напряжения О,. Так как О,и ток, текущий через тензомост 2, не зависят от напряжения питания тензопреобразователя, то и напряжение на измерительной диагонали тензомоста 2 не зависит от изменения напряжения питания. Тензопреобразователь, содержащий источник питания, тензомост, измерительная диагональ которого соединена с неинвертирующими входами первого и второго преобразователей напряжение - .ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя, полевого транзистора и токоограничительного резистора, входной резистор, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей преобразователей напряжение - ток, преобразователь ток - напряжение, выполненный в виде третьего операционного усилителя с отрицательной обратной связью, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соот 4ветственно соединены со стоками полевых транзисторов первого и второго преобразователей напряжение - ток и через токоограничительные резисторы - с плюсом источника питания, первый и второй источники 5 тока, один из выходов которых соединенс истоком соответствующего полевого транзистора и инвертирующим входом ссютветствующего операционного усилителя преобразователя напряжение - ток, а другой выход соединен с Минусом источника питания, источник опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго источников тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точ-.ности измерений за счет увеличения стабильности питания тензомоста, тензопреобразователь снабжен третьим источником тока, состоящим из четвертого операционного усилителя, выход которого соединен с затвором третьего полевого транзистора, исток которого через первый истоковый резистор соединен со стоком четвертого полевого транзистора, исток которого через второй истоковый резистор соединен с его затвором и с Минусом источника питания, биполярного транзистора, база которого соединена 25 со стоком четвертого полевого транзистора,коллектор соединен со стоком третьего полевого транзистора и с клеммой Плюс источника питания, а эмиттер соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста, другая вершина диагонали питания тензо- ЗО моста через токозадающий резистор соединена с Минусом источника питания и с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения.