Цифровой тензометрический мост

(22) Заявлено 08,04.76(21) 2344426/21 е присоединением заявки ИеГааударатаанный намнтат Савата Мнннетрав СССР аа делам нзеератеннй и атнрытнй(23) Приоритет(45) Дата опубликоаасия описания 12.09.77(54). ЦИФРОВОЙ ТЙНЗСМЯТРИЧЕСКИЙ "мост 6 его состаа Входят Следующие основнйаузлы: мостовая иамерительйея схема, обраасм.ьанная тенэОрезнстором . Востояннымн и раэфныМи цо ьелцчине резисторами, делителем.напраиейття (выбйраемого в завйсимости отноминального:эиачения тенэореэнстора) нмагазином проводимеотей, коммутационноеустройство, нуль орган, блок управления ивычислительный блок,Основным:недостатком етого устройстваявляется налйчие погрешности измерьниаотносительного иэ 4 еневия сопротивлениятзнзорезйсторов под воздействием внешнихфакторов.иот неидеальцости настройки усмройства.Целые изобретения является повышениеточности ьзмерения относительного изменениа сопротивления тепзореэисторов.и упрощенке настройкй.Это достигается тем, что в цифровой тенэометрический мост, обраэоватцтый тентрезистором, включейным в одно иэ йлеч мосита, постоянными н равными по величюв резнсторамн, включеннымн в другое плечо,плечом сравнения с магазином проводнмооаИзобретение. вгносйтся к електронэмера тельной технике, а именно к цифровым гейм зометрнческнм. мостам, . работатотцим Э сцотаве информационных измерительных сястЬм,. " и может бчть использовано дпя"измерение .". Е деформаций с помощью. тенэореэисторов,Известны схемы. цифровЫх мостов, содеял жашие мостовую измерительную схему с тензорезкстором в одном иэ плеч; магазин проводимостей, включенный и другое плечо :.; р мостовой схемы, нуль орган, устройство управления уравновешиванием мостовой схв т, мы Я.Недостатком .таких устройств является наличие значительной погрешности измере ей ащ, обусловленной отличием реальной фуна цни ттреобразования от ее номинального зна; чения, что вызвано нзмещатием параметров элементов магазина проводимостей: я мостом вой измерительной схемы от вщщния внещ. йф иих факторов н временного дрейфа, а такжв неидевльностью настройки таких устройствИзвестно. также устройство, уменьшаюы;ее влияния внешних факторов, напримеп темпе ратуры, на результат измерения 2.щ569957му напряжения резистора 12, При этом ключи ь 6, 7, Я, 14, 15 замкнуты, а ключ 16 разамкнут. Код отсчета Мд во втором цикле 3тей и делителем напряжения,еа также коьтатор и последовательно соединенные нулорган, блок управления и вычислительныйблок, введены три ключа, первый иэ которыхподключен между одним из резисторов делителя напряжения и диагональю моста, которая связана с магазином проводимостей,второй ключ подключен параллельно другомурезистору делителя напряжения, а третийключ - между средней точкой делителя напряжения и диагональю моста, которая свя.зана с тенэорезисторрм.На чертеже показана структурная электрическая схема цифрового теизометрического моста. ЬПредлагаемое устройство содержит мостовую измерительную схему, образоввньуютенэорезистором 1, постоянными и равнымипо величине резисторами 2, 3, плечом сравнения с магазином проводимостей 4, коммутатор 5, подключающий тенэорезистор в мостовую схему при помощи. ключей 6, 7, 8,нуль-орган О, блок управления 10, вычислительный блок 11, делитель напряжения скоэффициентом деления К, состоящий из рэ1зисторов 12 и 13, причем й " К Якаочи 14, 15, 16 для подключения делите.ля в мостовую схему, Включение тензорезистора осушествляется по трехпроводиойсхеме с целью устранения влияния сопротив-Олеиия проводов линии связи на результатизмерения. Преобразование сопротивлениятеиэорезистор в кодовый эквивалент основано на принципе поразрядного уравиовешивания мостовой схемы. Процесс измерения вс-фличины относительного изменении сопротивления тзизореэистора состоит из четырехциклов,В первом цикле происходит измерениеначального значения сопротивления теизо Орези"гора (при отсутствии деформации).При атом ключи 6, 7, 8, подклочающиетензорезистор в мостовую схему, замкнуты,а ключи 14, 15 и 16, подклкчаьщие делитель напряжения, разомкнуты. Код отсчета И, соответствующий сопротивлению будет равен,",ю Д + 1Я о р ора 12.ется конечное резистора (пр замкнуты, а ты, Код от- й сопротивле" равен проводимое разомкиумагазпа при Ьб яется измереотивлеиия теипараллельио ча дегителя 6 О ензорезистора % , равен с)где Эо - минимальное зиачеии ти магазина проводимостей (п тых ключах),Спена деления шкалыводи 1 остей.Во втором цикле осуществл иие начального значения сопр зорезистора при подключений магазину проводимостей 4 пле 3 " С 3где 3.э- сопротивление резисВ третьем цикле измерязначение сопротивления теизналичии деформации).При этом ключи 6, 7, 8иаочи 14, 15, 16 разомкнсчета И , соответствуюшинию тензорезистора Й В четвертом цикле осуществляется измерение величины сопротивления плеча де лителя напряжения - резистора 13.При этом ключ 16 замкнут, остальные ключи разомкнуты в Код отсчетав четвертом цикле будетавен Значения К и Я следует выбирать так,чтобы значения кодов, отсчетов Й н Йнаходились внутри дйапазоиа иэмегенияцифрового тензометрического моста.После окончания четвертого цикла измерения вычислительное устройство 5 производит вычисление значения относительного изменения сопротивления тензорезистора,используя отсчеты, полученные в четырехциклах измерения,Значение измеряемого параметра не зависит от значений коэффициентов функциипреобразования цифрового тензоме.рическогомоста.По.рещность измерения ф, зависиттолько от стабильности коэффициента деления делителя напряжения и не зависит ниот величины, ии от стабильности сопротивлений плеч делителя (необходима лищь кратковременная стабильность в течение одногоизмерения).В предлагаемом устройстве могут бытьзначительно снижены требования к настройке по сравнению с его прототипом, так какь данном случае иет необходимости обеспечивать т эчиьк зи 1 чеиия параметров плечасравнения, поскольку оии ие входят в функцию преобразования устройства,СостаВитель Ка ШитикОВКозлова Техред Э, Фанта Корректор С. Патрушева да 1101 го комитет елам иэобр -35, Рауш Подписное Совета Министров ССС тений и открытий кая набд. 4/5.13035, Мос илиал ППП Патент, а Ужгород ул. Проект 5 формула изобретенияЦифровой тензометрйческий мост, баадер жаший мост, образованный теизореэистором, включенным в одно иэ плеч моста, постоянными и равными по величине резисторами, включенными в другое плечо, плечом срав пения с магазином проводимостей и делителем напряжений а также коммутатор и пос ледовательно соединенные нуль-орган блок управления и вычислительный блок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения относительного иэменения сопротивления тензореэисторов и упрощения настройки, в него введены три 15 ключа, первый иэ которых подключен между Заказ 3284/37 Тираж ЦНИИПИ Государственн одним из резисторов делителя напряженияи диагональю моста, которая связана смагазином проводимостей, второй ключ подключеп параллельно другому резистору делителя напряжения а третий КЬвч - междусреднейточкой делителя напряжения и диагональю моста, которая связана с тенэореэистором.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1, Беклемишев А. Н., Тенэометрические мосты с дискретным уравновешиванием. Труды ЦАГИ вып. 1289, 1971 г.2, Авторское свидетельство СССР М 406167, кл. О 01 Р 17/06, 09.02,72 г,