Сумматор сигналов разбаланса мостовых измерительных цепей

(19) 5 0 06 6 7/ ЕНИ Е ед;.80,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗС) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ, с. 351, рис. 8.37.Авторское свидетельство СССРМ 1674164, кл. 0 06 6 7/14, 1989. Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в приборостроении при построении приборов для измерения давления и приборов для измерения веса,Известна схема последовательного суммирования сигналов разбаланса мостовых цепей, содержащая два гальванически развязанных источника питания этих цепей и две мостовые цепи, диагонали которых подключены к своим источникам питания, а их измерительные диагонали, с целью суммирования сигналов, соединены последовательно,Недостаток этого устройства состоит в том, что невозможно суммировать эти сигналы при питании мостовых схем от одного источника, т.к. происходит сильное шунтирование (взаимное влияние) цепей по измерительным диагоналям.Прототипом предлагаемого устройства является сумматор. содержащий источник питания мостовых цепей, диагонали пита(54) СУММАТОР СИГНАЛОВ РАЗБАЛАНСА МОСТОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ (57) Использование: измерительная техника и автоматика, а также приборостроение при построении приборов для измерения давления или веса. Сущность изобретения: устройство содержит источник питающего напряжения, выполненный в виде двух источников ЭДС, соединенных последовательно, резистор нагрузки, и мостовых измерительных цепей, и операционных усилителей, и резисторов обратной связи. 1 ил. оторых соединены параллельно и подключены к источнику питания мостовых цепей, каждая измерительная диагональ мостовой цепи подключена между выходом и инвертирующим входом собственного усилителя, инвертирующие входы всех уси лителей объединены и подключены к на грузке, второй выход которой соединен с ез общей шиной схемы, причем усилители пи- СО таются от второго источника питания. сНедостаток прототипа состоит в том, я ч что в нем имеется большое число источников ЭДС дяя питания всего устройства гдев), причем гвяьввнически развязанных,в для питания мостовых цепей и питания усилителей. Кроме того, суммирование без погрешности происходит только при равенстве резисторов в цепи обратной связи, что в реальных условиях обеспечить трудно,Целью изобретения является упрощение сумматора за счет исключения второго источника питания и повышение точности суммирования.Работает устро зом, При подключе к источнику 1 пит мостовой цепи про тока 1 и 2 через р чем, если эти токи нагрузки нет разно мерительной диаго ность потенциалов йство следующим обрании параллельной ветви ающего напряжения по текают токи источников еэистор 2 нагрузки. Приравны, то на резисторе сти потенциалов. На изнали мостовой цепи раэ- равна Цель достигается тем, что в сумматорсигналов разбаланса мостовых измерительных цепей, содержащий операционные усилители по числу мостовых измерительныхцепей, выходы которых через соответствующие резисторы обратной связи подключенык одному из выводов резистора нагрузки, иисточник питающего напряжения, выполненный в виде двух последовательно включенных источников ЭДС, общий вывод 10которых подключен к другому выводу резистора нагрузки, введены пары источниковтока по числу мостовых измерительных цепей, которые включены согласно междувнешними выводами источника питающего 15напряжения и диагональю питания соответствующей мостовой измерительной цепи,измерительная диагональ которой включена между резистором нагрузки и неиниертирующим входом соответствующего 20операционного усилителя, выход которогосоединен с его инвертирующим входом.На чертеже изображена принципиальная схема устройства,Схема содержит источник 1 питающего 25напряжения, выполненный в виде двух источников ЭДС, соединенных последователь:но, резистор нагрузки 2 и К параллельныхветвей, подключенных к источнику 1 питающего напряжения, Каждая параллельная 30ветвь содержит два источника тока 1 и 2,соединенных согласно-последовательно, амежду источниками 1 и 2 тока включенадиагональ питания мостовой измерительной цепи 3, Каждой параллельной ветви 35принадлежит операционный усилитель 4,инвертирующий вход которого соединен ссобственным выходом, Выход каждого усилителя через собственный резистор 5 обратной связи соединен с резистором 40нагрузки 2, второй вход которого подключенк средней клемме источника 1 питающегонапряжения, Одна вершина измерительнойдиагонали всех мостовых цепей 3 обьединена и подключена к общей точке резисторов 45обратной связи 5, соединенных с резистором нагрузки 2. Свободная вершина измерительной диагонали каждой мостовойцепи 3 соединена с неинвертирующим входом собственного операционного усилителя 4, 1 й й - 1 йз 1 .-й й 1Ом где 1 - ток источника 1 тока,2 - ток источника 2 тока;В 1; В 2- резисторы левой ветви мостовой цепи, верхний В 1, нижний В 2;Вз; В 4 - резисторы правой ветви мостовой цепи, верхний В 4, нижний Вз: В =В 1 +В 2+ВЗ+В 4. Когда 1=2=О, то формула (1) примет известный частный случай при питании мостовой цепи от одного источника тока О мВ",ЕСледовательно, траллельной ветвинием вида к нагрузки от каждои пределяется соотноОмн=В 5 ф Очевидно, что полныи ток нагрузквен Ом=-1 В 5 что и требовалось доказать.Таким образом, предложен сумматор сигналов разбаланса мостовых измерительных цепей с одновременнь 1 м преобразованием суммы в ток.Преимущество предложенного сумматора по отношению к прототипу состоит в том, что в нем отсутствует погрешность суммирования, обусловленная неравенством резисторов обратной связи, из-за чего происходило в прототипе шунтирование измерительной диагонали,Важной особенностью предложенного сумматора является и тот факт, что все устройство питается от одного источника, Кроме того, предложенный сумматор позволяет выполнять мостовые цепи без предварительной начальной балансировки, Начальный баланс суммы сигналов (установка нуля) в этом случае может осуществляться с помощью регулировки тока питания любой мостовой цепи или специальной мостовой цепи, выполненной иэ четырех точных стабильных резисторов и потенциометра, Это обстоятельство в значительной степени упрощает технологию изготовления полупроводниковых тензомодулей, производимых ПО "Промприбор", г. Орел, Важным обстоятельством является также и тот факт, что1791823 Составитель Г. КирюшинТехред М.Моргентал Корректор О,КРавцова Редактор Заказ 152 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 использование предложенного сумматора делает целесообразным изготовление многомостовых тенэодатчиков (тенэодатчики, расположенные на одной подложке) с. цельюувеличения удельной 5 чувствительности и, как следствие, повышения точности устройств, основанных на использовании тенэодатчиков, датчиков температуры и т,д.Формула изобретения 10. Сумматор сигналов раэбаланса мостовых измерительных цепей, содержащий операционные усилители по числу мостовых измерительных цепей, выходы которых через соответствующие резисторы обратной 15 связи подключены к одному из выводов резистора нагрузки, и источник питающего напряжения, выполненный в виде двух последовательно включенных источников ЭДС, общий вывод которых подключен к другому выводу резистора нагрузкиа т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения сумматора и повышения точности, в него введены пары источников тока по числу мостовых измерительных цепей, которые включены согласно между внешними выводами источника питающего напряжения и диагональю питания соответствующей мостовой измерительной цепи, измерительная диагональ которой включена между резистором нагрузки и неинвертирующим входом соответствующего операционного усилителя, выход которого соединен с его инвертирующим входом.