Способ измерения сигнала мостовой схемы тензодатчика

.084(08 лектрон компенс234-2 рис. 101.Анализ соврем перспективы раз образователей дл нного сос яния иых преторныхИПриборо, рис.9 етры тензорезисторовтом содержится в8. Это обуславливаети измерения механиУсредн и инфо выходи повыше ития вторич я тензорези С, ЦНИИТЭ 978, с. 21 тся пар ация об сигнал атчиков. Сер.троения. - М,; точи ФФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛА МОСТОВОИ СХЕМЫ ТЕНЗОДАТЧИКА(57) Изобретение относится к областиизмерения и преобразования сигналатензорезисторных датчиков. Цельюизобретения является повышение точно-,сти измерения и расширение функциональных возможностей устройства. Применение предлагаемого способа основано на изменении режима мостовой схемы1, синхронного управления демодулятором 4 и ключами блока 7 ключей. Обеспечивается компенсация влияния дрейфа нуля и термо-ЭДС входных цепей,1265621 Изобретение относится к областиизмерения и преобразования сигналатенэорезисторных датчиков.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения 5влияния термо-ЗДС и устранения смещения по постоянному току от влиянияутечек и расширение Функциональныхвозможностей за счет измерения разбаланса от влияния разброса сопротивлений мостовой схемы тензодатчика.На Фиг. 1 приведена принципиальнаясхема одновременной коммутации напряжения питания и выходного сигнала15тензодатчика в различные моменты; наФиг,2 - временные диаграммы напряжения питания, выходного сигнала датчика, напряжение демодуляции и напряжение генератора; на Фиг.3 - принципи 20альная схема для реализации способаизмерения сигнала мостовой схемы тензодатчика, где обозначены.Схема для реализации предлагаемогоспособа содержит мостовую схему 125тензодатчика, источник 2 питания,усилитель 3 сигнала разбаланса переменного тока, демодулятор 4, управляющий генератор 5, счетчик-распределитель 6, блок 7 ключей, среднее значение выходного сигнала 8, выходной30.сигнал 9 пульсаций, тензорезистор 10,сопротивление которого увеличиваетсяи тензорезистор 11, сопротивление которого уменьшается,Способ реализуется следующим обра- З 5зом.При переключении напряжения источника 2 питания (фиг,2 а) мостовой схемы 1 тензодатчика (что соответствуетусловному повороту моста тенэореэис торов против часовой стрелки, как показано на фиг1) с одновременной коммутацией цепей измерения тензореэисторы 11 моста, работающие на сжатие (со знаком "-") и тензорезисторы 10, работающие на растяжение (со знаком "+"), последовательно перейлючаются при одновременном изменении их полярности, в результате чего выходной сигнал меняет полярность (Фиг,2 б),После усиления и синхронной демодуляции выходной сигнал демодулятора 4 становится однополярным (фиг,2 в), т.е. выпрямляется.Выходной сигнал мостовой схемы тензодатчика определяется из выражения: Б.1 %Р )л К+ К. ьК ) Ка, Еа.т., (кз. 4 К, где к 19 ка ьку ьк 2 Если д.( а (еР 4 К ьК Кз(1) сводится к виду то выражение ческой нагрузки почти в 2 раза. ИнФормация о механической нагрузке содержится в выходном сигнале, среднеезначение которого измеряют с помощьюгальванометра или вольтметра ФЗО. Устройство, реализующее данный способсодержит: источник 2 питания, усилитель 3 переменного тока, демодулятор4, управляющий генератор 5, счетчик-,распределитель 6. Преимущество данного способа заключается в расширениифункциональных возможностей, которыеобеспечиваются за счет возможностиизмерения пульсаций, что позволяетопределять разброс сопротивлений твнутри моста и, тем самым, произво-,дить оценку качества тенэодатчиков иих разбраковку, 3 ил.- сопротивления тензорезисторов при отсутствии деформации;- изменения сопротивленийтензорезисторов при воздействии деформации; - напряжение источника питания, 1265623В реальной мостовой схеме сопротивления тензорезисторов К, - К, отли- . чаются по величине, поэтому в каждом положении блока ключей выходной сигнал мостовой схемы будет состоять из 5 среднего значения, постоянного для данной нагрузки, и пульсаций, которые характеризуют величину разброса сопротивлений тензорезисторов внутри моста относительно усредненного сопротивления КСреднее значение выходного сигнала 8, определяющее механическую нагрузку на тензодатчик, измеряют с помощью гальванометра или вольтметра ФЗО, а 15 величину выходного сигнала пульсаций 9, определяющую разбаланс от влияния разброса тензорезисторов моста, измеряют с помощью вольтметра переменного тока, например Ф 219. 20 Применение предлагаемого способа преобразования более подробно иллюстрируется на принципиальной схеме, показанной на фиг,З, Схема работает 25 следующим образом.Напряжение с.источника 2 питания подается с помощью восьми ключей блока 7 (одновременно включаются только два ключа блока 7) на мостовую схему 30 1. Выходной сигнал мостовой схемы 1 через восемь ключей (из которых одновременно включены два ключа) подается на вход усилителя 3 переменного тока, Далее сигнал выпрямляется демо-З 5 дулятором 4 и формирует однополярный выходной сигнал 8Управление синхронной работой блока 7, ключей и демодулятора 4 осуществляется управляющим генератором 5 (фиг,2 г). Счетчик О распределитель б осуществляет последовательное включение ключей блока 7.Следовательно, при применении предлагаемого способа преобразования, основанного на изменении режима работы мостовой схемы 1 и синхронного управления демодулятором 4 и ключами блока 7 ключей, обеспечивается компенсация влияния дрейфа нуля и термо- ЭДС входных цепей, усредняются пара О метры тенэорезисторов и информация об этом содержится в выходном сигнале 8,Таким образом, среднее значение выходного сигнала определяет информацию о механической нагрузке, а величина пульсаций еопределяет степень идентичности тенэорезисторов. Пульсации могут быть отфильтрованы и их величина выведена на устройство индикации (на фиг.З не показано), например, с помощью вольтметра Ф 219.Преимущества предлагаемого способа заключаются в повышении точности измерений механической нагрузки как минимум в два раза в сравнении с известными и, следовательно, в повышении точности устройств, где используется предлагаемый способ, например, в технологических процессах, взвешивании, дозировании и т.п., а также в расширении функциональных возможностей, которые обеспечиваются за счет воэможности измерения пульсаций, что позволяет определять разброс сопротивлений внутри моста и тем самым производить оценку качества тензодатчиков и их разбраковку. Это позволяет скорректировать технологический процесс изготовления и регулировки номиналов тензорезисторов, а также оптимизировать технологический процесс наклейки тензорезисторов на упругие элементы датчиков.Формула изобретенияСпособ измерения сигнала мостовойсхемы тенэодатчика, основанный накоммутации цепей питания и измерения,усилении и демодуляции выходного сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения путем исключения влияния термоЭДС и устранения смещения по постоянному току от влияния утечек и расширения функциональных возможностей засчет измерения разбаланса от влиянияразброса сопротивлений мостовой схемыдатчика, цепи питания и измерения выходного сигнала подключаются одновременно к выводам мостовой схемы на четыре такта, в каждом из которых выводы мостовой схемы заменяются насмежные в одном иэ выбранных направлений переключения, а демодуляция выходного сигнала производится синхронно с коммутацией мостовой схемы почетырем тактам, при этом по среднему(действующему) значению выходногосигнала определяют. измеряемый сигнал,а по величине переменного напряжения(пульсациям) определяют влияние разброса сопротивления тензореэисторовмостовой схемы,.Патай Техред И.Попо рек з 565 исное енного комитета ССтений и открытий35, Раушская наб.,щ ФЬнно-полиграФ Произво пре дактор Н.Яцол ВНИИП по 113035Тираж Государст лам изобр Москва, Ж тие, г. Ужгород Проектная,