Измеритель деформаций

581 убп ЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВ ополнительное к авт. синд.ву(45) Дата опубликовании о Гааударатааеаа ааиатат Вааата Веаатраа ССР аа дами азабратаааа а аткраютаа(088.8) Сгибо АвторыизобретеииА. Пвн ов, С. Н. Гера ЙЕФОРМАБИЙ Изобрет технике и м работках д Извести формаций, с мост и двв ченяых посл ному из его Извести компенсации ствительнние относится к измерительнойожет быть использовано при раэатчиков силы и давления,устройство для измерения:реодержащее тенэометрическийкомпенсирующих резистора, щцаэедовательно и параллельно од-,плеч1,ое ус 1 ройство не обеспечиваеттемпературного изменения чуяости, что снижает точность измеее твн щим юф пилНаиболее близко по технической ск изобретению устройство, содержащэометрический мост с компенсируюзистором, стабилизированный источниктания, компенсационный и измерительныйусилители и компенсационный термОчувствительный тензомост2,Однако зто устройство имеет ограниченный диапазон компеисироввиных температур, что дает невысокутпточность измерений.Целью изобретения является повышениеточности измерения. 2Для этого предлагаемое устройство снабжено вторым тенэомостом, тремя реэисторами, один из которыми подсоединен нарва1лельно одному из плеч вгорого тензомостввторой: последовательно с другим плечомтензомоста; а третий, подстроечный - послвдовательно с питающей диагональю, тенэомоста, измерительная диагональ второготензомоста. подсоединенв последовательнок измерительной диагоналя первого тенэомоота, вторым оодстроечнымреэистором, ви 4 к- ченным в одно аз ппич коюйенсвционноготермочувствительиого тензомоста, и резвотором, включенным. Параллельно в одно из и плеч первого тензомостаНв фиг. 1 изображен упругий элементс расположенными на нем резисторами иэмерителя деформвпий, вид сверху, нафиг. 2 электрическая схема .измерителя щ деформаний, нв фиг. 3 и 4 - характеристики измерителя деформаций с учетом температурных погрешностей каждого из тензомоотвв, на фиг, 5 характеристика измерютели деформапий при разиостном влияниитемпературных погрешностей тензомостов.Упругий элемент содержит мембрану 1,на которой расположены резисторы 2 17,Ьбразующие четыре тензомоста 18 21,(фиг. 2). Тензомост 18 является компенсационным. Последовательно с резистором 2 5вкяочен подстроечный резистор 22. Измерительная диагональ компенсационного тензомоста 18 подключена к входу коменсеционного усилителя 23. Выход усилнтеля.23 подключен к питающей диагонали тем ., 40зомоста 19. Резисторы 10 н 18, 11 и 14,12 .и 16, 13 и 17 соедннены попарно последовательно и включены в плечн второготензометрического моста 24, Измерительные диагонали тензомостов 18 и 24 сое-длненн последовательно н подключены к измерительному, усилнтелю 26. И питающую,диагональ последовательно с терзомостом24 включен резистор 26. В плечитензомостов 19 и 24 включены компенсирующие реэнсторы 27-30,Упругнй элемент изготовлен из монокристаллнческого матернала, например сантфира, и имеет форму перевернутого толстостещ)ого стакана диаметром З .8 "мм, БКремннавы тонкопленочные монокристалиячеещи рэистврн -.17 вмеот атомврнувсвязь с ме)абраной 1 й расположены вдолькристашогйфкческнх нанравлений кремния 411 имеющих макснмальнро чувсъвитепьность в кристаллографической плоокости 100, Все тенэоиосты,имеют актив 4ные плечя,каждом тензомос 1 ру два ремаисгора расположены в радиалбнома двав тангенциальном направлениях:. Резистор ф2 компенсационного тензомоста 18 в 1 Д2 раза короче всех остальных резисторовхотя ширина и толщина его такие же какуостальных резисторов.Прн нормальной температуре окружаю-, фней среды и оесутствин подводимого к мембране удаляя или давления теизомосты 18и 24.сбаланснрованны н на входе, а значити на выходе измерительного усилителя 25напряжение отсутствует.При налнчни; деформации мембраны ннормальной температуре окружающей среды за счет иэменення сопротивлений резисторов 2-8 компенсационного тенэомоста Х 8напряжение, подводнмое к входу компенсадионного усилитеа 23, Изменяется (увеличивается), а слйдовательно, увеличивается уанряженне, питающее теизомост 18Очевидно, что чем больше деформации резвсторов 2-8, тем на большую величину изменятся напряжение на выходе компейсациоиного усилителя 23, Все резисторы тенэомостов 18 и 24 также изменяют своисопротивления, а поскольку измерительныедиагонали тензомостов соединены последо. вательио, то полезные сигналы складыва-, ются. Таким образом, прн воздействии деформации происходит сложение полезных сигналов от гензомостов 18, 18 и 24.и повышение крутизны преобразования за счет компенсационного моста 18 и компен сапионного ус.жителя 23.Если изменяется температура окружаю щей среды, а подводимое к мембране давление )или усилие. отсутствует, то (посколь ку в каждом из тенэомостов включены компенсирующие резисторы 27-30) напряжение в измерительных диагоналях этих тензомоотов, обуславливающее температурные пэ грешности, будет иметь уменьшенные эна чещиЬОр Ф ьВй (фнг. 3, 4). Изме рительные диагонали тензомостов 18 н 24 соединены так, что уменьшенные напряжения обуславливающие температурную ногреш ность каждого из тензомостов 18 и 24,взаимно вычитаются (фиг. 5). А если учесть что наприкение, определяющее погрешность тензомоста 24, регулируется, то на входе измерительного уснлителя 2 б можно получить значение напряжения, обуславливающее температурную погрешность, близкое к нулю, Таким образом компенсируется аддитнвная составлякэщая температурной погрешиости, т.е. составлщощая, онределщо щая температурный дрейф нуля.Изменение температуры окружающей сре ды при наличии деформации приведет к дофин ,полнительному изменению напряжения в измерительной диагонали комненсациоиного теиэомоста 18. С помощью подстроечного резистора 22 это изменение устанавливается такой величины, при которой происходит полная компенсация температурного изменения чувствительности всех тензомостов за счет измеиенйя напряжения питения тензомоста 18.Изобретение позволяет расширить пиа назон рабочих температур без ухудшения метрологических характеристик измерителяпеормаций и повысить точность измерения.Формула и з обретенияИзмеритель деформаций, содержащий те- зомост с компенсирующим резистором, стабилизированный источник питания, хомпенсасалионный и измерительный усилители и компенсационный термочувстнительпый тензомост, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности нзмсрения, он снабжен вторым тензомостом, тремя резисторами, один нз которых подсоединен параллельно одному из плеч второго тенэомиста, второй последовательно с другим плечом58тензомоста, а третий, подстроечный - пс- следовательно с питающей диагональю тен зомоста, измерительная диагональ второго тензомоста подсоединена последовательно к измерительной диагонали первого тензо моста, вторым подстроечным резистором, включенным в одно из нлеч компенсацион ного термочувствительноГо тензомоста, и резистором, включенным параллельно в одно из нлеч первого тензомоста.Источники информации, принятые во внимание при акспертизе;1. Патент США2447362, кл. 73-88.5 1965.2. Авторское . свидетельство СССР4 Э 0277, кл. Су 01 В 7/18. 1971,.4 ренский Корре ь И ФанДибоб Реда Подпискаета Совета МинистриЙ и ойв 1 тий5, Раушская наб.,Тираж 90 осударственного коми по делам иэобрете 13035,Москва, Ж