Многоканальный преобразователь для тензорезисторов

Союз Советских,СоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19,51) 36356 Н 03 К 13/2 соеринени аявк Государственный комитеСовета Министров СССРпа делан изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания Ы, тз 3,т 8А, Болтянский, Л. Э. Вилоп и О. П. Скобе(72) Авторы изобретения рудового Красного Знаменим. С. П. Королева Куйбышевский орде виационный инстит 71) Заявител) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ ДЛЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ 2 Т - продолжит ртегрирования;г = -- относительное прирЬВЙопротивленйя тензорезистора, проего деформации;Ь К - приращениезистора;Ко - сопротивление недеформтензорезистора.Однако при дистанционном измрезультат преобразования известнозователя значительное влияние окпротивление линий связи К; соединчик с преобразователем. Уравнениевания устройства с линией имеет в ащение сопорциональн ль приращения со 5 ремени, используеормации для измес тензорезисторным ики, канальные усиразователь и блок 10 сопротивления тензор ерении, на го преобраазывает сояющих дат- преобразо- идТг1-1-г,гдегл = рИз (2) следмер от темпержена линия, ппогрешностибл - (гл ения г напри- которой проло- льтипликативной ует, что изм туры среды, риводят к м%, ( еш иост- г т )100 ельная пог змереотно д бния в%; Изобретение относится к измерительнои технике и автоматике и может найти применение при дистанционном измерении малых приращений сопротивлений, например выходных сигналов тензорезисторов.Известен преобразоватепротивлений в интервал вмый в системах сбора инфрения сигналов датчиковвыходом, содержащий датчлители, интегратор, преобуправления 1.Недостатком его является сравнительно низкая точность измерения.Известен преобразователь для тензорезисторов, содержащий источник питания, тензорезис: торный датчик, масштабные усилители, коммутирующие элементы, интегратор, блоки управления 21. Принцип действия этого устройства основан на преобразовании напряжения разбаланса датчика в интервал времени путем двухтактного интегрирования. Уравнение преобразования устройства для датчика в виде полу- моста с двумя активными тензорезисторами запишется следующим образом:- г - , (1)где Т - временной интервал на выходе преобразователя; ельность пе вого такта инК 1 и коммутирующий элемент 12 разомкнуты.Происходит полный разряд, накопленного интегратором 8 заряда, токомЕ., 1 Е2 К+2 Р,+2 Р-, 2 к,Ел, 2 г Яз 2 о(О)2 В (й, + 2 В+2 йл)Продолжительность разряда, соответствующая временному интервалу на выходе преобразователя1 О г, - нормированное по К, сопротивлениелинии при температуре 1;г, - нормированное по Ко сопротивлениелинии в нормальных условиях,т.е, точность измерения снижается, что являетсч недостатком известного преобразователя.Цель изобретения - повышение точности, преобразования при наличии линий связи.Поставленная цель достигается тем, что вмногоканальный преобразователь для тензорезисторов, содержащий М тензометрическихполумостов, подключенных через трехпроводные линии связи к коммутатору каналов, однивыходы которого соединены с источником питания и делителем напряжения, средняя точкакоторого подключена к прямому входу интегратора тока, инверсный вход интегратора тока соединен с другими выходами коммутатора каналов, а выход - с входом компаратора, выходкоторого подключен к триггеру, разрядныйключ, включенный между разрядным резистором и общей шиной, и блок управления, подключенный к коммутатору каналов, разрядномуключу и триггеру, введены два коммутирующихэлемента и дополнительный резистор, один вывод которого соединен с общим зажимом тензорезисторных полумостов и входом первогокоммутирующего элемента, выход которого подключен к общей шине, а другой вывод дополнительного резистора подключен к разрядномурезистору и второму коммутирующему элементу, выход которого подключен к инверсномувходу интегратора тока.На фиг. 1 представлена структурная схемапреобразователя, на фиг. 2 - зависимостипогрешности преобразования от сопротивлениялиниисвязи.Преобразователь содержит Х тензометрических полумостов 1, состоящих из тензорезисторов 2 и 3, Х трехпроводных линий связи 4,коммутатор каналов 5, дополнительный резистор 6, разрядный ключ 7, интегратор тока 8,компаратор 9, триггер 10, разрядный резистор 11, коммутирующие элементы 12 и 13, блокуправления 14, делитель напряжения 15, источник питания 16.Работа преобразователя на каждом из опрашиваемых каналов происходит в два такта.При опросе датчика первого канала, в первомутакте замкнуты ключи К, и Ккоммутатораканалов 5 и коммутирующий элемент 12. Разность токов тензорезисторов полумоста 1 подается на интегратор тока 8, потенциал входакоторого задан делителем 15 и равен половиненапряжения Е источника 16. Значение входного тока 11 интегратора с учетом сопротивлений линии связи определяется выражениемЬй"(В, +Р)+ 2 вл Р,+ й, - ЬВЬРР+4 Я Я +Р Подставляя в (7) значения токов из (4) и(6), и нормируя сопротивление по К получим 7 = 2 т -- "- - , (8) где г,. =20 и,+ 2+ 2 гл,о1+4 гп+ -.гл С =-г 2 и, - 2 - 2 гл) 25 Чувствительность преобразователя Как следует из (9) Ь зависит от сопротивления линии, Однако при заданном г, определяемом требуемой чувствительностью, существует такое значение г, при которомд 8 2 ВС - Х 1(4 + 6 г,) С - 2 В= 2 Тнгг (р-) АВ4 о ОтудА-(2+ Зг,) - Б+На графиках, приведенных на фиг. 2, показаны зависимости погрешностей измерения о в функции нормированного сопротивления гл100 "л я /апк По окончании первого такта заряд емкости интегратора равен 11 Т(5) Во втором такте ключ К, разрядный ключ 7 и коммутирующий элемент 13 замкнуты, ключгде 5 пк - чувствительность преобразователя,5 О при сопротивлении линии в нормальных условиях, для которого соответствующим выборомг 1 и гг произведена полная компенсация влияния линии.Погрешности о., = 1(г,) рассчитаны дляслучая глс, = 0,02, наиболее часто встречающегося на практике,Зависимости 1 и 11 (фиг. 2) соответствуютразличным чувствительностям преобразователя,определяемым величиной г 1. Для кривой 1 г 1 =1; 5 пк = Яо, для зависимости 11 гбО = 81 пк = 109 Яп603119 формула изобретения Фиа СостТехрТираж вич Корректор Н. Туп Подписное итель Д. ГолО. Луговая1086 едактор Н. Зайцев аказ 1876/55 11 Н И Министров СССытииб. д. 45Проектная, 4 омитета Совет етений и от 5, Раушская н г. Ужгород, улакр ИПИ Государственного кпо делам изобр113035, Москва, ЖФилиал Г 1 ПП Патент,Из фиг. 2 следует, что при измерении гл. в диапазоне 0 - 0,04 погрешность изменения о = 0,2%. Это означает, что при указанной величине погрешности и Ка = 100 см в любом канале преобразователя допускается вариация длины или сопротивления линии в пределах 0 - 4 Ом. В большинстве практических задач такие изменения встречаются сравнительно редко. Поэтому предлагаемое устройство в реальных условиях обеспечивает погрешность ол порядка 0,05 - 0,1%,Такое выполнение преобразователя существенно уменьшает влияние линий, соединяющих датчики с преобразователем. В результате повышается точность измерения различных физических величин резистивными датчиками, рас положенными на удаленных объектах, что ведет к расширению возможностей применения преобразователя. Многоканальный преобразователь для тензорезисторов, содержащий в каждом канале тензометрические полумосты, подключенные че- у рез трехпроводные линии связи к коммутатору каналов, одни выходы которого соединены с источником питания и делителем напряжения, средня очка которого подключена к прямому входу интегратора тока, инверсный вход интегратора тока соединен с другими выходами коммутатора каналов, а выход - с входом компаратора, выход которого подключен к триггеру, разрядный ключ, включенный между разрядным резистором и общей шиной, и блок управления, подключенный к коммутатору каналов, разрядному ключу и триггеру, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два коммутирующих элемента и дополнительный резистор, один выход которого соединен с общим зажимом тензорезисторных полумостов и входом первого коммутирующего элемента, выход которого подключен к общей шине, а другой вывод дополнительного резистора подключен к разрядному резистору и второму коммутирующему элементу, выход которого подключен к инверсному входу интегратора тока,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР444325, Кл. Н 03 К 13/20, 1971.2. Приборы и системы управления1, 1976, с. 30 - 31.