Тензопреобразователь

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для преобразования и измерения сигналов тензометрических дат 5чиков, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. Р 1245867,1,ель изобретения - повышение точности путем повышения помехозащищен Оности тензопреобразователя,На фиг. 1 представлена функциональная схема тензопреобразователя;на фиг. 2 - схема входных цепей сучетом омических сопротивлений соединительных линий и входных емкостей.Тензопреобразователь содержит источник 1 питания, тензомост 2, первый3 и второй 4 преобразователи напряже Оние - ток, выполненные в виде последовательно соединенных операционныхусилителей 5 и 6, полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительныхрезисторов 9 и 10, входной резистор 2511 включенный между инвертирующимивходами операционных усилителей 5 и6, преобразователь 12 ток - напряже,ние, выполненный в виде операционногоусилителя 13 с отрицательной обратной связью, первым 14 и вторым 15источниками тока, выполненными в видеоперационных усилителей 16 и 17,полевых; транзисторов 18 и 19 и токозадающих цепей 20 и 21. Токозадающая цепь 20 состоит из резистора 2235и терморезистора 23, токозадающаяцепь 21 - из резистора 24,Устройства содержит также источник 25 опорного напряжения, инвертирующий усилитель 26 напряжения, последовательно соединенные первый ивторой резисторы 27 и 28, разделительную емкость 29, включенную междуточкой соединения первого и второго 45резисторов 27 и 28 и входом инвертирующего усилителя 26 напряжения, резистивный делитель 30, состоящий изпоследовательно соединенных третьего31, четвертого переменного 32 и пятого 33 резисторов.Тензопреобразователь работает следующим образом.Источник 1 питания создает на измерительной диагонали тензомоста 255напряжение пропорциональное егоразбалансу, Начальное напряжение навыходе тензопреобразователя определяется разностью токов, поступающих на неинвертирующий и инвертирующийвходы преобразователя 12 ток - напряжение, которая представляет собойсумму разностей токов, вырабатываемых первым 3 и вторым 4 преобразователями напряжение - ток, первым 14 ивторым 15 источниками тока,Первый 3 и второй 4 преобразователи напряжение - ток преобразуют напряжение разбаланса тензомоста 2 в ток,величина которого ограничиваетсявходным резистором 11. Преобразователь 12 ток - напряжение образуетна выходе тензопреобразователя напряжение, пропорциональное разности токов, поступающих на его инвертирующийи неинвертирующий входы. Первый 14и второй 15 ис; очники тока предназначены для задания начальных токов преобразователей напряжение - ток, задающих начальное выходное напряжениепреобразователя 12 ток - напряжениеи для термокомпенсации теплового дрейфа тенэопреобразователя, Источник25 опорного напряжения вырабатываетстабилизированное постоянное напряжение, поступающее на неинвертирующие входы операционных усилителейисточников 14 и 15 тока.,Входной резистор 11 образует цепь, в которойзамыкаются токи преобразователей 3 и4 напряжение - ток. Токозадающие цепи 20 и 21 задают величины начальныхвыходных токов источников 14 и 15 тока и изменяют выходные токи этих источников под действием температуры.В зависимости от знака дрейфа тензопреобразователя терморезистор 23включается в цепь 20 или цепь 21.Первый 9 и второй 10 токоограничительные резисторы ограничивают величинутоков, втекающих в источник 1 питания из цепи, в которой замыкаютсятоки преобразователей 3 и 4 напряжение - ток, Инвертирующий усилитель26 предназначен для инвертированияи усиления по напряжению синфаэногосигнала, выделяемого последовательносоединенными первым и вторым резисторами 27 и 28,Разделительная емкость 29 служитдля передачи на вход инвертирующегоусилителя 26 напряжения переменногосинфазного сигнала. Резистивный делитель 30 служит для распределениясигнала с выхода инвертирующего усилителя 26 напряжения между входамипреобразователей 3 и 4 напряжение(2) где К с(гс) УбФК = 1вид ток. Четвертый переменный резистор 32 изменяет коэффициент распределения делителя 30. Третий и пятый резисторы 31 и 33 исключают шунтнрова 5 ние измерительной диагонали тензомоста 2.Подавление синфазного сигнала осуществляется следующим образом. Операционные усилители (ОУ) 5 и 6 первого 3 и второго 4 преобразователей напряжение - ток повторяют на своих инвертирующих входах, подключенные к входному резистору 11, входныесигналы. Информационные входные сиг налы, повторенные на входном резисторе 11, равны по величине, но противоположны по знаку, и поэтому при равенстве сопротивлений первого и второго 27 и 28 резисторов в точке 20 их соединения полезный сигнал равен нулю. В точке соединения первого и второго 27 и 28 резисторов выделяется только синфазный сигнал, который через разделительную емкость 29 посту пает на вход инвертирующего усилителя 26 напряжения, где инвертируется и усиливается по напряжению и через резистивный делитель 30 одновременно поступает на входы первого 3 30 и второго 4 преобразователей напряжение - ток. Благодаря инвертирующему усилителю 26 напряжения первый 3 и второй 4 преобразователи охватываются глубокой отрицательной обратной связью по переменному синфазному сигналу, и их коэффициенты передачи по синфазному сигналу равны К гт)К (1) 40(д) 1 + К (К коэффициент передачипервого 3 (второго 4)преобразователя напряжение - ток, охваченного отрицательной обратной связью по перемен-ному синфазному напряжению;- коэффициент передачи50первого 3 (второго 4)преобразователя напряжение - ток;- коэффициент усиленияинвертирующего усилителя 26 напряжения. С учетом того, что Квыражение (1) принимает Согласно (2) подавление синфазного сигнала пропррционально коэффициенту усиления инвертирующего усилителя 26 напряжения.Подавление синфазных помех с помощью глубокой отрицательной обратной связи эффективно при равенстве синфазных помех по, величине. Вследствие неравенства омических сопротивлений линий, соединяющих измерительную диагональ тензомоста 2 с входами первого 3 и второго 4 преобразователей напряжение - ток и неравенства входных емкостей тензопреобразователя, входные переменные синфазные сигналы не равны между собой и на входном резисторе 11 преобразуются в входной ток. Перераспределением между входами первого 3 и второго 4 преобразователей напряжение - ток сигнала отрицательной обратной связи с инвертирующего усилителя 26 напряжения с помощью четвертого переменного резистора 32 осуществляется выравнивание входных синфазных сигналов по амплитуде.На Фиг. 2 представлена схема входньтх цепей тенэопреобраэователя с учетом омических сопротивлений соединительных линий (г, г) и входных емкостей (С, С). Так как входы операционных усилителей тока не потребляют, напряжения Пи 0 на неинвертирующих входах операционных усилителей 5 и 6, являющихся входами тензопреобразователя, равныс - ПЦ,) - К(3)Ъ 1 5) (М где с - напряжение синфазного сигнала;Ц - напряжение сигнала отрицательной обратной связи;К - сумма сопротивлений резисто 3ра 31 и первой части переменного резистора 32;сумма сопротивлений резисто 5ра 33 и второй части переменного резистора 32; г г - сопротивления соединительныхлиний.Равенство напряжений на входах тензопреобразователя при неравенстве сопротивлений соединительных линий1573339 согласно (3) устанавливается переменным резистором 32. Таким же образом достигается равенство входных синфазных сигналов при неравенстве частотно-зависимых делителей г С9 и г, С путем повышения помехозащищенности,он снабжен инвертирующим усилителемнапряжения, первым и вторым резисторами, соединенными последовательнои подключенными параллельно входномурезистору, разделительной емкостью,включенной между точкой соединенияпервого и второго резисторов, и входом инвертирующего усилителя напряжения, резистивным делителем, составленным из третьего, четвертогопеременного и пятого резисторов,соединенных последовательно, выходыделителя подключены к входам преобразователей напряжение - ток, а средний вывод четвертого переменного резистора соединен с выходом инвертирующего усилителя напряжений,Введение в тензопреобразователь глубокой отрицательной обратной связи по переменной синйазной помехе значительно повышает его помехозащищенность.Ф формула изобретения Тензопреобразователь по авт. св.Н 1245867, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности оставитель Л,Степановехред Л Сердюкова Реда Корректор Н.Ко С. Патрушева роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л. Гагарина, 101 Заказ 1637 Тираж 503 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5