Устройство для измерения сил

Союз Советски кСоциапистическмкРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл. 6 01 1- 118 6 05 Г 1/15 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения И, Н. Жадько, И. В. Михайленко и В. А, Романов Институт полупроводников АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и регулировки давления, усилия, ускорения и других, содержащих в качестве силоизмерительного элемента полупроводниковые тензодатчики, выходной сигнал которых при данном усилии пропорционален напряжению их питания и обратно пропорционален температуре. По основному авт. св. У 646208 известно устройство для измерения сил, содержащее полупроводниковый тензодатчик, принцип действия которого основан на эффекте пьезосопротивления, выходом соединенный с вывода. ми для подключения нагрузки, а входом - с выходными выводами регулирующего элемента, входные выводы которого через нодводящие провода подсоединены к источникупостоянного напряжения. Сам регулирующий элемент выполнен в виде транзисторного стабилизатора постоянного напряжения с датчиком опорного напряжения на стабилитроне, двух резисторах и стабисторах, причем последовательная цепочка из стабилитрона и первого резистора подключена параллельно входныМвыводам стабилизатора, а последовательная цепочка из второго резистора и стабисторовпараллельно указанному стабилитрону, при 5этом стабисторы подключены к стабилитрону,причем падение напряжения,на втором резисторе имеет положительный температурный коэффициент. В качестве транзисторного стабилизатора постоянного напряжения использован . параметрический стабилизатор, состоящий изтранзистора, включенного в одну из силовыхшин, и базой подключенного к точке соеди.пения второго резистора с стабисторами, кол.15лектором - к одному из выводов для подключения источника постоянного напряжения,а эмиттером - к одному из входных зажимдвполупроводникового тензодатчика 11).Недостаток известной конструкции устрой.ства для измерения сил заключается в том,что при заранее заданном числе стабисторовтребуется индивидуальный подбор стабилитрона для каждого тензодатчика, причем числостабилитронов, пригодных для полной темпе 3 907406ратурной компенсации выходного сигнала составляет примерно 5% от общего количестваприборов одной серии. На практике настройкасхемы достигается неоднократной перепайкой.Цель изобретения - повышение техноло.гических возможностей.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство введены дополнительный транзиттор и потенциометр, включенный параллельностабилитрону, при этом движок этого потенциометра соединен с базой дополнительноготранзистора, коллектор которого соединен сиеной питания, а эмиттер соединен с цепочкой стабисторов,На чертеже изображено предлагаемое устрой ство.Устройство содержит тензодатчик 1, регулирующий элемент выполнен па схеме параметрического стабилизатора напряжения сзмиттерным повторителем на транзисторе 2, щбазовый вьгвод которого соединен с движкомпотенциометра 3, подключенного параллельностабилитрону 4, верхняя по схеме общая тачка стабилитрона 4 и патенциометра 3 черезбалластное сопротивление 5 соединена с коллекторами транзисторов 2 и б и с одним изпроводов от источника питания, к змиттерутранзистора 2 подключена цепочка стабистарав7 последовательно с патенциаметрам 8, второйкрайний вывод которого подключен к обще- ЗОму проводу, а движок соединен с базой транзистора 6, к эмиттеру последнего подключентензодатчик одним концом, а другим - к общему проводу, так же как и стабилитрон 4,потенциометры 3 и 8 и атрицательньш проводпитания. Подводящие провода 9 и 10 подключены к источнику 11 постоянного напряжения.Принцип действия устройства для измерения сил заключается в следующем,Напряжение питания постоянного тока паподводящим проводам поступает на тснзодат.чик через регулирующий элемент (детали 2 - б),представляющий собой параметрический стабилизатор с термозависимыми элементами иэмиттерным повторителем. С стабилитрона 445снимается часть напряжения, которую можноплавно регулировать с помощью потенцнаметра 3, и подается на базу транзистора 2. Этонапряжение повторяется эмиттерным повторителем 2 со сдвигом на величину Ч. Изменением Ч с температурой можно пренеЭБбречь, К эмиттеру транзистора 2 подключены цепочка стабилитранав 7 последовательна с потенциометрам 8. Напряжение на потенциаметре 8 равно разности напряжения на эмит. тере транзистора 2 и напряжения на цепочке 7. Это напряжение с коэффициентом К1 подается на эмиттерный повторитель б и с него на тенэодатчик. Таким образом, напряже. ние на тензодатчике является линейной. комбинацией напряжений на стабилитране 4 и це. почке 7. Поскольку стабисторы 7 имеют противоположный знак температурного коэффициента напряжения (ТКЧ), та, варьируя долю снимаемого со стабилитрана 4 с помощью потенциометра 3 напряжения, можно менять ТКЧ выходного напряжения в определенных пределах при фиксированном числе стабистаров. Это эквивалентно операции подбора стабилитранав и дает возможность скомпенсировать температурное изменение чувствительности тензодатчика с заданной точностью в диапазоне рабочих температур. Наличие потен- . циаметра 8 дает возможность изменяя напряжение питания тензопреобразователя менять величину выходного сигнала при фиксированном давлении, т,е. калибравать устройство для измерения сил.Устройство обладает более широкими технологическими возможностями, так как в нем устранено влияние разброса параметров стабилитранав и тензодатчикав на точность температурной компенсации выходного сигнала. Эта позволяет сократить время сборки и настройки каждой схемы с 14 да 10 часов, при этом исключаются перепайкн элементов схемы,Формула изобретенияУстройство для измерения сил по авт;,св.К 646208, а т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения технологических вазможностей, в него введены дополнительныйтранзистор и патенциометр, включенный параллельно стабилитрану, при этом движок этогопотенциометра соединен с базой дополнительного транзистора, коллектор которого саеди.нен с шиной питания, а эмиттер соединен сцепочкой стабистаров.Источники информации,принятые ва внимание при экспертизе1. Авторское свидетельсва СССР Х" 646208,кл, О 01 . 1/8, 17,07.75.907406 Составитель Н, В Техред Р,Олиян ктор А, Шандор орректор А. Гриценко Заказ 580 Тираж 883 ПНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раутдская наб д. 4/5 одписное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4