Тензометрическое устройство

Союз СоветскнкСоцналнстнческнаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(И)Й. Кл С О В 7/16 с присоепииеиием заявки РЙ(23) Приоритет Ркудэрствсккый кэнятэт СССР по делан вэабретеквй к пткрытнй(71) Заявител арьковский авиацион нстит(54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВ Изобретение ной. технике, в вам для Измерентел.По основному известно тензом содержащее перв очниисточого ис не м входо компенс окнояеодуодкл ено упра ому же вь В 746175е устройство,ой источники вт трич езистора нци апьно которого и и вточе ский разо ост питания, электрванный резисторными полумостами д стор-,енми те в изм плеча реподсоедиправляем зореэиритель 0 тавхо ч й ис мост йс 0 во.,комтносится к измеритель астности к устройстй деформаций твердых диагональ которого включен регистратор, первый и второй переключателитензорезисторов, дифференциальныйусилитель и управляемое сопротивлениеТензорезисторный полумост образованвключенными в его плечи активными икомпенсационными терморезисторами.Вход первого плеча резисторного полумоста соединен с входом первого переключателя тенэорезисторов, выходыкоторого подключены к входам активныхтенэорезисторов полумоста, подключенных к выходам второго переключателятензорезисторов, вход которого соеди-; н с первым выводом и ка питания, Между втор ника питания и выводом го тензореэистора вклю мое сопротивление. К э компенсационного тензо чен второй вход диффер усилителя, первьй вход ключен к входу второго ного полумоста, а выхо к управляющему выводу сопротивления. Второ ния подключен к полу его плеч Г 1 Недостатком данного устройства вляется то,что измерение деформаци о известной полумостовой схеме о ечивает высокую точность измерени олько в условиях стационарных темератур. Кроме того, погрешность в змерения сносят сопротивления про ов, включенных между активными и енсационными тензореэистор ами.50Целью изобретения является повышение точности измерения деформации.Цель достигается тем, что устрой" ство снабжено двумя последовательно соединенными резисторами, вторым 5 управляемым сопротивлением, вторым дифференциальным усилителем, третьим переключателем выбора тенэорезистоР 9 в, третьим источником питания и тремя переключателями режимов, входы о третьего переключателя тенэорезисторов подключены к выводам активных тензорезисторов, общая точка соединения которых подключена к первому выводу третьего переключателя режима, 5 к первому выводу второго управляемого сопротивления и к первому выводу второго резистора, соединенного вторым выводом с первым входом второго дифференциального усилителя и со вто О рым выводом третьего переключателя режима, подключенного третьим выводом ко второму входу регистратора, а также с первым выходом третьего источника питания, второй выход которого 25 соединен со вторым выводом второго управляемого сопротивления, соединенного управлякщим выводом с выходом второго дифференциального усилителя, выход третьего переключателя выбора тенэорезисторов соединен со вторым выводом компенсационного тензорезистора, со вторым входом второго дифференциального усилителя и с первыми выводны первого и второго переключателей режима, вторые, выводы которых подключены к первому выводу первого резистора, третий вывод первого пере-, ключателя режима соединен со вторым выводом первого управляемого сопротивления, третий вывод второго переключателя режима соединен со вторым входом первого дифференциального усилителя, а выходы первого источника питания подключены на входы полумоста,45 первого переключателя выбора тензорезисторов и первого дифференциальногоусилителя.На чертеже представлена схема тензометрического устройства.Устройство содержит полумост 1, первый вход которого соединен с первым выходом первого источника 2 питания и с входом первого переключателя 3 выбора тензорезисторов, выходы ко: торого подключены к первым выводам активных тензореэисторов 4 - 6. К этим же выводам активных .тензореэисторов 4 - 6 подключены выходы второго переключателя 7 выбора тензорезисторов, вход которого подключен к первому выходу второго источника 8 питания. Вторые выводы тензорезисторов 4 - 6 подключены к выходам третьего переключателя 9 выбора тензорезисторов, и каждый нз этих выводов соединен с первым выводом компенсационного тензорезистора 10 в узловой точке 11. К этой же точке подключен первый вывод второго управляемого сопротивления 12, первый вывод резистора 13 и первый вывод третьего переключателя 14 режима. Второй вывод тензорезистора .О соединен с входом переключателя 9 выбора тензорезисторов, со вторым входом второго дифференциального усилителя 15 и первыми выводами переключателей 16 и 7 режима, вторые выводы которых подключены ко второму выводу резистора 18. Первый вывод резистора 18 соединен со вторым выводом резистора 13, с первым выходом третьего источника 19 питания, подключенного вторым выводом ко второмувыводу управляемого сопротивления 12,со вторым выводом переключателя 4режима и с первым входом усилителя 5,выход которого подключен к управляющему выводу сопротивления 12, Второйвыход источника 2 питания соединенсо вторым входом полумоста 1 и к пер-вым входам первого дифференциальногоусилителя 20, второй вход которогоподключен к третьему выводу переключателя 17 режима, а выход соединенс управляющим выводом первого управляемого сопротивления 2Первый вы-.вод сопротивления 2 соединен со вто-,рым выходом источника питания 8, авторой вывод сопротивления 21 подключен к третьему выводу переключателя16 режима. Первый вход регистратора22 соединен с выходом полумоста 1, авторой вход. регистратора 22 подключенк третьему выводу переключателя 14режима,Устройство работает в режиме с компенсационным тензорезистором 10 и врелиме с одним активным тензорезистором.В режиме с компенсационным тензорезистором 10 соединены первый и третий выводы переключателей 16, 17 и14 режима, Выборка избранного для .измерения тензорезисторов 4 -,б и подключение их к первому выходу источника 8 питания и к входу первого плечарезисторного полумоста 1 производитсяляющий вход сопротивления 2. Так какв разрыв соединительной линии, в узловой точке 24, и узловой точки 27 включен усилитель 20 с высоким входным сопротивлением, то соединительные линии между переключателем 3 и тенэорезисторами 4 - б, а также между резистором 18 и усилителем 20, являются арак; тически обесточенными. В результате 50 уст ано в кой переключателей 3 ив одноименное положение. Так:как в разрыв соединительной линии, в узловой точке 23, и узловой точки 24 включен дифференциальный усилитель 20, с высоким входным сопротивлением, то соединительные линии между переключате-, лем 3 и тензорезисторами 4 - 6, а также между тензорезистором 10 и вторым входом усилителя 20, являются практи- о чески обесточенными. В результате этого узловые точки 25 и 26 приобретают равные потенциалы, На второй вход усилителя 20 подается сигнал, соответствующий потенциалу узловой точки 23, а на первый вход усилителя20 - сигнал, соответствующий потенциалу узловой точки 24, причем самые незначительные различия потенциалов узловых точек 23 и 24 вызывают появление сигнала рассогласования усили" теля 20. Этот сигнал поступает на управляющий вход сопротивления 2 и регулирует его до тех пор, пока потенциал узловой точки 23 не становится равным потенциалу узловой точки 24. В результате равенства потенциалов в узловых точках 23, 24 и 25, 26 устраняется влияние паразитных сопротивлений соединительных линий между переключателем 3 и выводами активных тензорезисторов 4 - б, между компенсационным тензорезистором О и входом усилителя 20, а также между выводами тензорезисторов 4 в6 и регистратором 22.35В режиме с одним активным тензорезистором соединены второй и третий выводы переключателей 14, 16 и 17 режима. От источника 8 питания запиты 40 вается один из активных тензорезисторов 4 - б, выбранный для измерения установкой в одноименное положение переключателей 3, 7 и 9 тензорезнсторов. От источника 8 запитывается также резистор 18. Подводимое напряжение45 автоматически регулируется изменением управляемого сопротивления 21 под воздействием управляющего сигнала, постулающего с выхода усилителя 20 на управэтого узловые точки 25 и 26 приобре"тают равные потенциалы. На первыйвход усилителя 20 подается сигнал,соответствующий потенциалу узловойточки 24, а на второй - сигнал, соответствующий потенциалу узловой точки27, причем самке незначительные различия потенциалов узловых точек 24 и 27вызывают появление сигнала рассогласования усилителя 20. Этот сигналпоступает на управляющий вход управляемого сопротивления 21 и регулируетего до тех пор, пока.потенциал узловой точки 24 не становится равным потенциалу узловой точки 27. Резистор13 запитывается от источников 8 и 9питания, причем падение напряжения нарезисторе 13 автоматически регулируется изменением управляемого сопротивления 12 под воздействием управляющего сигнала, поступающего с выходаусилителя 15 на управляющий вход сопротивления 12. Так как резистор 13включен в токовую цепь между активнымтензорезистором (узловая точка 28) ирезистором 18 (узловая точка 29), ак его выводам подключены последовательно соединенные изолированный источник 19 питания и сопротивление 12,то падение напряжения на резисторе 13 от тока,вызываемого источником 19, компенсирует падение напряженияна паразитном сопротивлении линни связи от токапитания активных тензорезисторов 46, вызываемого источником 8 питания.На первый вход, усилителя 15 подаетсясигнал, соответствующий потенциалуузловой точки 29, а на второй входчерез переключатель 9 сигнал, соответствующий потенциалу узловой точки 28,причем самые незначительные различияпотенциалов узловых точек 28 и 29 вызывают появление сигнала рассогласования. Этот сигнал поступает на управляющий вход сопротивления 12 и регулирует его до тех пор, пока потенциалузловой точки 28 не становится равнымпотенциалу узловой точки 29, В резуль.тате равенства потенциалов узловыхточек 24, 27 и 25, 26 устраняется,влияние паразитных сопротивленийсоединительных линий между переключателем 3 и выводами тенэорезисторов з 6, а также соединительной линии между первым выводом источника 8 питания.и тензореэисторами 4 - б, Кроме того,на результат измерения не оказываетвлияния сопротивление переключателей3 и 7. В результате равенства потекФормула изобретения 7 87 цкапов узловых точек 28 и 29 устраняется влияние паразитных сопротивлений токовой цепи между резистором 18 и выводами тензорезисторов 4 - 6. За счет высокого входного сопротивления регистратора 22 сопротивление линии между регистратором 22 и одним из тенэорезисторов 4 - 6 не оказывает влияния на результат измерения,Таким образом, данное тенэометрическое устройство эа счет введения новых дополнительных элементов повы 1 аает точность измерений. Тензометрическое устройство по авт. св. У 746175, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя последовательно соединенными резисторами, вторым управляемым сопротивлением, вторым дифференциальным усилителем, третьим переключателем выбора тензорезисторов, третьим источником питания и тремя переключателями режимов, входы третьего переключателя тензореэисторов подключены к, выводам активных тензорезисторов, общая точка соединения которых подключена к первому выводу третьего переключателя режима, к первому выводу второго управляемого сопротивления и к первому выводу второго резистора,2948 8соединенного вторым выводом с первымвходом второго дифференциальногоусилителя и со вторым выводом третьего переключателя режима, подключенного третьим выводом ко второму входурегистратора, а также. с первым выходом третьего источника питания, второй выход которого соединен со вторымвыводом второго управляемого сопроО тивления, соединенного управляющимвыводом с выходом второго дифференциального усилителя, выход третьегопереключателя выбора тенэорезисторовсоединен со вторым выводом компенса 15 цнонного тензорезистора, со вторымвходом второго дифференциальнпго усилителя и с первыми выводами первого ивторого переключателей режима, вторые выводы которых подключены к пер 20 вому выводу первого резистора, третийвывод первого переключателя режимасоединен со вторым выводом первогоуправляемого сопротивления, третийвывод второго переключателя режима25 соединен со вторым входом первого дифференциального усилителя, а выходыпервого источника питания подключенына входы полумоста, первого переключателя выбора тенэорезисторов и пер-ЗО вого дифференциального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеедактор Тираж 6 Заказ 900 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о35 Москва ЖРарпская н П "Патент", г, Ужгород, ул, Проектна Составит ел пецкая Техрел С,Ии