Тензорезистивный преобразователь

Сфюз Сфветских Сфциалистических Ресвубее(51)М. Кл. С 01 Р 15/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к измери"тельной технике, а именно, к тензореэ истивным преобразователям механических величин, и может быть использовано при измерении ускорений, силы, . вибрации, давления.Известен тенэореэистивный преобразователь для измерения избыточного давления жидкости или газа в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров технологических процессов 11.Недостатком указанного преобразователя является его большая температурная погрешность.Наиболее близким к предлагаемому является тензорезистивный преобразователь для измерения ускорений, содержащий упругий элемент с расположенными на нем тензорезисторами, соединенными в мостовую схему, источник питания, включенный в одну из диагоналей моста, блок терморегулирования 2125Недостатком известного устройства является значительная температурная погрешность, обусловленная разнесением на конечное расстояние термочувствительного элемента и тензоре 30 зисторов, вследствие чего их температуры различаются. Кроме того, пре.обраэователь обладает тепловой инерционностью, вносящей дополнительнуюпогрешность при быстрых измененияхтемпературы и вызванной наличиемтепловых сопротивлений между термочувствительньк элементом и нагревателем, нагревателем и тензореэисторами. Мощность, необходимая преобразователю для поддержания постоянной температуры, велжа, что вызванозначительным объемом, в котором необходимо поддерживать постоянную температуру. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения температурной погрешности и уменьшение потребляемой мощности.Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введены постоянное сопротивление и блок деления сигналов, к входу которого подключены вход и выход мостовой тензосхемы. Вход тенэосхемы последовательно с постоянным сопротивлением и выходом блока терморегулирования подключен к источнику питания, а постоянноесопротивление и вход тензосхемы - квходу блока терморегулирования.На чертеже изображена схема предлагаемого преобРазователяТензосхема 1, содержащая четыреактивных тензорезистора 3-5, соединенных в схему моста Уитстона, поцключена последовательно с постояннымсопротивлением 6, источником 7 питания и выходами 8, 9 блока 10 терморегулирования. Напряжение с выхода 10тейэосхемы и напряжение, падающеена ее входе, подается на входы 11,12 и 13, 14 блока 15 деления сигналов, Напряжение с входа тенэосхемыи напряжение, падающее на сопротивлении 6, подается на входы 16, 17 и17, 18 блока 10 терморегулирования,соответственно.Преобразователь работает следующим образом. 20При воздействии измеряемой величины, ускорения, упругий элементвместе с тензореэисторами деформируется, На выходе мостовой схемы 1появляется напряжение, поступающеена входы 11, 12 блока 15 делениясигналов. Величина напряжения длямостовой схемы с коэффициентом тенэочувствительности в равнаш2где Е - величина деформации тензорезисторов;У, - напряжение на входе тензосхемы 1.Блок деления сигналов вырабатывает напряжение 0 э, пропорциональноеотношению сигналов на входеО0 =А" - =АЕЕ,Э Пгде А - коэффициент пропорциональности,Таким образом, напряжение Оэ навыходе преобразователя не зависит отпадения напряжения 0 на входе тензосхемы.Компенсация температурной погреш 45нос ти дос тигается за счет стабилиэ ации температуры тенэорезисторов. Дляэтого блок 10 терморегулирования обеспечивает величину напряжения 0,требуемую.для самораэогрева тензорезисторов до температуры Тэ, котораянесколько превышает верхнюю рабочуютемпературу Т (рабочий температурный диапазон Т -Т 2) . Для этого навходы 16, 17 блока 10 подается напряжение 0 , а на входы 17, 18 - напряжение с резистора 6. При темпера" туре Тд окружающей среды иэ-за само- разогрева .током источника 7 тенэореэисторы разогреваются до температуры Тэ, при которой ее входное сопротивление равно й . При этом отношение напряжений на входах 16, 17 и 17, 18 блока 10 терморегулирования равнойрКгде г - сопротивление резистора 6.При соотношении напряжений Ко ЭДС на выходе блока. терморегулирования равна нулю. При уменьшении внешней температурй сопротивление тензореэисторов уменьшается, уменьшается и Ког блок терморегулирования вырабатывает дополнительную ЭДС, складывающуюся с источником 7, что увеличивает мощность, рассеиваемую в тенэорезисторах, в результате чего их температура увеличивается до Т 9,Формула изобретенияТензорезистивный преобразователь, содержащий упругий элемент с расположенными на нем тензореэисторами, соединенными по мостовой схеме, источник питания, включенный. в одну иэ диагоналей моста, и блок терморегулирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности з а сче т умен ьшения температурной погрешности и уменьшения потребляемой мощности, в него введены постоянное сопротивление и блок деления сигналов, к входу которого подключены вход и выход мостовой тензосхемы, причем вход тенэосхемы последовательно с постоянным сопротивлением и выходом блока терморегулирования подключен к источнику питания, а постоянное сопротивление и вход тен-. зосхемы - к входу блока терморегулирования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Приборы и системы управления,Р 7, 1974, с. 26.2. Авторское свидетельство СССР9 504978 кл. 6 01 Р 15/12, 1976697935 оставитель И ехред М.Петк едактор Л. А сеенк Заказ 6556/ Подписноекомитета СССРи открытийая наб., д. 4/5 И 303 Заказ ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 1073И Государственногоделам изобретенийосква, Ж, Раушск заков . Корректор М. Пожо