Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени

) О 1) 6 ЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСИ пример сиодулировано преобраэобретениеования раэ-моста в интотно-м йшим ег од, Изо реобраэ еского лы, давления, в ча ный сигнал с дальн ванием в цифровой повышает точность баланса тензометри е чук СА ТЕН 57) Изо змерите цифровот бытьбразоваетение относитс ной технике и м/Х СУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ИСАНИЕ ИЗО(71) Специальное конструкторско-тнологическое бюро Морского гидрофзического института АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРР 1195262, кл. Г 01 Р 17/10, 1983Авторское свидетельство СССРУ 1322158, кл. 0 01 Н 7/10, 1985(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗВАЛ ЗОМОСТА В ИНТЕРВАП ВРЕМЕНИ пользовано в системах пя изических величин, н тервал времени путем исключения влияния нестабильности сопротивления аналогового переключателя, Устройство содержит тенэомост 1, термостабилизи. рованные резисторы 2, 3 и 4, дифференциальные усилители 5 и 6, аналоговый переключатель 7, интегратор 8, блок 9 сравнения и блок 10 питания. При этом тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4 включены по схеме четырехплече- а го неуравновешенного моста .и образуют термочувствительный термомост 11, который преобразует температуру моста 1 в напряжение. 2 ил.Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике и можетбыть использовано в системах преобразования физических величин, например5силы, давления, в частотно-модулиро -ванный сигнал с дальнейшим преобразованием в цифровой код.Цель изобретения - повышение точности преобразователя разбаланса тен зометрического моста в интервал времени путем исключения влияния неста; бильности сопротивления аналоговогопереключателя,Па фиг, 1 представлена структурная схема преобразователя разбалансатензометрического моста н интервалвремени; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу,Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени содержит(фиг. 1) тензомост 1 и термостабильные резисторы 2, 3 и 4, дифференциальные усилители 5 и 6, аналоговыйпереключатель 7, интегратор 8, блок 259 сравнения и блок 10 питания,Тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4включены по схеме четырехплечего неуравновешенного моста и образуюттермочувствительный мост (термомос.т) 3011, который преобразует температурутензомоста 1 в напряжение. Измери-тельная диагональ термомоста подключена к входу дифференциального усилителя 6, измерительная диагональтензомостаподключена к входу дифференциального усилителя 5, выходыдифференциальных усилителей 5 и 6через аналоговый переключатель 7 поочередно подключаются к второму входу блока 9 сравнения, к первому входу котороГо подключен выход интегратора 8, выход блока 9 сравнения является выходом всего преобразователяи соединен с управляющим входом аналогового переключателя 7 и входом интегратора 8.Устройство работает следующим сбразом.В начале каждого полупериода преобразования срабатывает блок 9 срав 50нения и аналоговый переключательподключает к второму входу блока 9сравнения усиленное напряжение с вы -ходной диагонали тензомоста 1 или55термомоста 11, а на вход интегратора8 поступает выходное напряжение блока9 сравнения, равное +Е 1, или -И , Вмомент времени 2; (фиг, 2 а) на вход+ЕЕ, и напряжение на его выходе изменяется по закону где И - начальное смещение;- постоянная времени интегратора 8;Т - длительность полупериода колебаний преобразователя.Если выходные напряжения тензомоста 1 и термомоста 11 равны нулю, то на выходе устройства - импульсы амплитудой .Ю скважностью дна и длительностью периода, равной 2 За,1То цо(2) В момент времени 2 (фиг, 2) на второй вход блока сравнения поступаетусиленное дифференциальным усилителем 6 выходное напряжение термостата11, равное БтмВьх 11 ппттм Е 4 В 2с Е пнт2 3(3) где Б - выходное напряжение дифВйх,ференциального усилителя 6;К, - коэффициент усиления дифференциального усилителя 6;Цппт - напряжение питания термомоста 11;Б, - сопротивление диагоналипитания тензомостаБ 2, В, В - сопротинление резисторов2, 3 идО - изменение температурытензомостаЫ - температурный коэффициент сопротивления диагонали питания тензомоста 1,В момент времени ,2 напряжение навыходе интегратора 8 (фиг. 2 б) достигает значенияравного значению напряжения ИВк, Происходит срабатывание блока 9 сравнения, вго выходное напряжение становится равным -13 , которое переключает аналоговый переключатель 7, и на второй вход блока 9 сравнения поступает выходное напряжение дифференциального усилителя 5, равное13КтмЬК 11 т Р + Втм 4 10Ктм 4+ К,ц, " увы (5)Втм Б 415 где К - коэффициент .усиления усилителя 5;К- коэффициент чувствительности тензомоста 1 к измеряемой величине;20х - изм еря ем ая в еличина;у - температурный коэффициентсмещения нуля тензомоста 1. В момент времени С напряжение на выЬходе интегратора 8 достигает значения 2 40 пят ВО+Бз Ц" Б тм3 с +3 О " Б +В тмТМСумма длительностей интервалов времени (С -С,) и (С -С ) определяет пе- З 0 риод, за который происходит полное преобразование входного воздействия в интервал времени. Решая уравнения. (4), (5), (6) и (7) относительно, суммы интервалов времени С 1-С, и 35 С -С , получим3. 1 Ит ТМТВы о К 1 "ц В +Р файф При Выполееии условия К о = .,дли , тельность периода выходного сигнала преобразователя разбаланса тензомостав интервал времени будет .пропорциональна только измеряемой величине , Это условие легко выполняется при настройке преобразователя путем соответствующего подбора значений К, и К,1.Таким образом, сигнал на выходе преобразователя не зависит от аддитинной составляющей температурной погрешности тензомоста 1. Формула изобретенияПреобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени, содержащий блок питания, соединенный с диагональю питания термомоста, в одно плечо которого включен тензомост, аналого- вый переключатель, первый дифференциальный усилитель, интегратор, выход которого соединен с первым выходом блока сравнения, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния нестабильности сопротивления аналогового переключателя, в него введен второй дифференциальный усилитель, входы которого соединены с измерительной диагональю термомоста, выходы первого и второго дифференциальных усилителей подключены через аналоговый переключатель к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с входом интегратора и управляющим входом аналогового переключателя, а выходы первого дифференциального усилителя соединены с измерительной диагональю тенэомоста.