Тензометрическое устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслубликОпубликовано 28. 02. 83. Бюллетень8 пю делам изоаретеиий и открытийДата опубликования описания 28.02.83 72) Авторы изобретения Мигай и В, Г. Крыжановский, Г,реЖб", - ,;,;о1) Заявитель иевское производственное объединени(5 Й) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВ Изобретение относится к электро- измерительной технике, а более конкретно к устройствам для измерения неэлектрических величин электрическими методами, и может быть использовано для работы с мостовыми датчиками, например для измерения деформаций с помощью тензорезисторов.Известно устройство для измерения неэлектрических величин, содержащее мостовой датчик и операционные усилители т.1 1Недостаток этого устройства - невозможность коррекции нелинейности датчика разных знаков без дополнительных пересоединений внутри устройства.Наиболее близким к предлагаемому является тензометрическое весоизмерительное устройство, содержащее г генерато. импульсов с времязадающей ЙС- цепью, блок согласования, мостовой датчик,в измерительную диагональ которого включен потенциометр, согласующий усилитель и дополнительныйусилитель. Это устройство позволяетодним регулировочным элементом т,потенциометрокрегулировать как знак,так и глубину производимой коррекциинелинейности, присущей данному конкретному датчику2 1,Недостатком известного устройстваявляется невозможность обеспечитькомпенсацию параболически нелиней"ной характеристики мостового датчикав случае питания датчика токомпостоянной. амплитуды, что снижа-.ет точность измерения. Такое питание применяется для компенсации температурной погрешности полупроводни"ковых датчиков структуры "кремний насапфире",Цель изобретения - повышение точности измерения за счет компенсацийнелинейности датчика.Указанная цель достигается тем,что в тензометрическом устройстве,содержащем генератор импульсов с вре"20 3 10009 мязадающей ВС-цепью; блок согласования, вход которого соединен с соединенными между собой выводами элементов ВС-цепи, а выход - с вершиной диагонали питания мостового датчика, в измерительную диагональ которого включены потенциометр и входы согласующего усилителя, выход которого через один из элементов ВС-цепи, например конденсатор, соединен с входом 1 а блока согласования, другой элемент ВС-цепи выполнен управляемым и в устройство введены инвертор и блок управления, причем вход блока управления соединен с движком потенциометра, а 15 выход - с управляющим входом другого элемента РС-цепи, а инвертор включен в диагональ питания мостового датцика так, что его вход соединен с выходом блока согласования. В качестве управляемого элемента времязадающей цепи предлагается использовать резисторный оптрон. Ъ 5Управляемый элемент можно реали-зовать также на основе резисторной матрицы, управляемой цифровым кодом.В качестве генератора импульсов предлагается также использовать операционный усилитель с программным управлением, вход управления коэффициентом передачи которого соединен с выходом блока управления.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 импульсов с времязадающей ВС-цепью, состоящей из конденсатора 2 и управляемого резистора 3, блок 4 согласования, мостовой датчик 5, потенциометр 6, согласующий усилитель 7, инвертор 8 и блок 9 управления.Выходным параметром устройства является период выходного сигнала генератора.Блок 4 согласования и инвертор 8 питают мост парафазным напряжением, так, что в измерительной диагонали моста присутствует топько дифференциальный сигнал (синфазный сигнал от Осутствует ).Коэффициент передачи моста К определяется относительным изменением 1 сопротивления тензорезисторовся = Р(ш) (1) 55 где р(в) - многочлен чувствительности резисторов к внешнемувоздействию М. 24 аДля тензорезисторных мостовых датчиков силы наиболее типична параболическая нелинейность, т.е.р(П 1)= р (1+) М). (2)где р и у - коэффициенты.У линейного датчика р(е)= Р и относительное отклонение от линейностипри условии ( 2 ) имеет вид: 6 - .М,Длительность периода выходного сиг-.нала Т и напряжения питания мостазависит от разбаланса моста и присреднем положении движка потенциометра 6 при линейном датчике пропорциональна эторазбалансуТк = То(1 + к) 3где Т =8 РС - период при разбалансе .Одатчика (,И=0 );С,В-параметры элементоввремязадающей РС-цепи.;резистора 3 и конденсатора 2 соответственно;О - коэффициент, зависящий отконкретного исполнения генератора 1,К"-2 К К К - коэФФициент передачи такта управления эффективнымзначением емкости конденсатора 2;К 1- коэффициент передачи блока4 согласованияК - коэффициент передачи согласующего усилителя 7,Коэффициент передачи инвертора 8 К =При любом. ином положении движкапотенциометра 6 пропорциональностьнарушается и длительность переиоданачинает нелинейно зависеть от коэффициента передачи мостового датчика,Величина и знак этой нелинейности однозначно связаны с положением движкапотенциометра 6, поэтому, изменяя последнее, можно добиться компенсациинелинейности коэффициента передачимостового датчика любого знака.При смещении движка потенциометра6 от среднего положения величина сопротивления В управляемого резистора3, выполненного одним из вышеуказанных способов, начинает зависеть отразбаланса датчика. Это управлениеосуществляется выходным сигналом блока 9 управленияР=Р (1+ЫГ):Д .1+ЫРИ+.М) МД, (4)где с - коэффициент управления величиной В выходным сигналоммоста через цепь, состоящуюиз потенциометра 6 и блока9 управления1000924 Составитель Б. Тогуноведактор А,Лежнина Техред Ж,КастелевичКорректор В сутяга е 4/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн хаз 1372/47 Тираж 708 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Я, Рауш