Тензометрическое устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 1 В 71 5)5 СТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕТВО СССРЕНТ СССР) ГОСУД Р ВЕДО С (ГОСП Т А 5/28(57) Испольэо ческого ус 1 р рекцией и Сущность; в устройства в литель, блок уровня цифр ля, высокост ния начально сигнала устр сивный счетчентом пер усилителя. 3, Авт М 9169 ОюСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 9.892,93. Бюл. М 5чно-исследовательский институт фих измеренийфильчиков, Н.Т,Гузненков, С,А.Иса.И.Синицынрское свидетельство СССР38, кл. 6 01 В 7/16, 1984, орское свидетельство СССРО, кл, 6 01 В 7/16, 1973,ЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Изо реным уст ойским у ткоррекц еиИзв ство, соде жусилите ь,связи дл кса датчи адержащиеОднако зройство етиплика инормиру щмя изме емощью эустройст аденсатор вНаиб лляется т ндержа щекалибровмым в д аключа, дматор, це ьдя корре тение относится к измерительствам, а именно к тензометричеройствам с автоматической погрешностей измерения, но тензометрическое устройстащее тенэомост, нормирующий цепи отрицательной обратной оррекции начального разбалани нормирующего усилителя, соблоки аналоговой памяти. вестное тензометрическое устпозволяет корректировать мульвную погрешность датчика и его усилителя. Кроме того, врения с заданной точностью с повестного тензометрического ограничено из-за разрядки конв блоках аналоговой памяти. ее близким к предлагаемому явзометрическое устройство, сотензомост с блоком питания и чным резистором, подключаегональ тензомостг с помощью ференциальный усилитель, сумотрицательной обратной связи ции начального смещения датчивание: в качестве тензометриойства с автоматической корогрешностей измепения.структуру тензометрического водятся программируемый усиопределения знака опорного оаналогового преобраэоватеабильные источники напряжего и номинального выходного ойства, а также второй реверик для управления коэффициедачи программируемого ил,ка и нормирующего усилителя, включа щую блоки цифровой памяти,Однако известное тензометрическое устройство не позволяет корректировать начальный разброс чувствительного тензометрического датчика и дифференциального усилителя.Известно, что начальный разброс чувст- . ф вительности, например, металлопленочных сс и полупроводниковых тензодатчиков можетсо составлятЬ + 50 ф. Чувствительность тен- ( ) эодатчика может иметь разброс из-за раэ- а броса для изменейия напряжения питания датчика.Цель изобретения - повышение точно сти измерения,На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого тензометрического устройства; на фиг,2 - схема измерительной цепи; на фиг.3 - схема блока управления,Устройство содержит тензомост 1 с калибровочным резистором 2, который коммутируется параллельно плечу тензомостг 1 с помощью первого ключа 19. Тензомост 1 эапитывается от блока питания 3. Выходной сигнал тензомоста 1 подается на посл дова 1793199тельно включенные дифференциальныйусилитель 4, программируемый усилитель 5,сумматор 6.Устройство содержит два контура отрицательной обратной связи: контур отрицательной обратной связи для регулировкиначального выходного уровня, содержащийинтегратор 20, первый компаратор 14, блокуправления 13, связанный с тактирующимгенератором 10, первый реверсивный счетчик 11, цифроаналоговый преобразователь8, и контур отрицательной обратной связидля регулировки коэффициента передачиустройства, содержащий интегратор 20,первый компаратор 14, блок управления 13 15и второй реверсивный счетчик 7.Кроме того, устройство содержит последовательную цепочку, содержащую второйключ 15, второй компаратор знака 12, блок9 определения знака опорного уровня цифроаналогового преобразователя 8, а такжепереключатель 16 и высокостабильные источники напряжения начальйого и номинального уровня выходного сигналаустройства 17 и 18, Блок управления 13 содержит первый и второй Р-триггер 21 и 22,первый и второй ждущие мультивибраторы23 и 24, схему И 25, счетчик 26 и схему ИЛИ"27,Устройство работает в две стадии: первая - автоматическая коррекция систематических погрешностей, вторая - измерение;На фиг.2 приведена измерительнаяцепь (ИЦ), состоящая из двух линейныхзвеньев: датчика и вторичного преобразователя (ВП), имеющих аддитивные и мультипликатйвные погрешности, Функцияпреобразования ИЦ представляется уравнениемУ = Х (Кд Квп + Кд Ь Квп+ЬКД Квп + Ь Кд 40"дквп)+5 (кд кВП+ кд ЬкВп)+ Ь капЬп где У - выходной сигнал ИЦ;Х -входной сигнал датчика;Ки Квп - коэффициенты преобразования датчика и ВП;ЬКд и Ь Кап - мультипликативные погрешности датчика и ВП; Ьд и Ьвп - эддигивные погрешностидатчика и ВП, приведенные к их входам,Пренебрегая произведениями погреш ности как величинами второго порядка малости, можно записатьх Х +Кд Квп Ьд+ Квп -вд (%55Из выражения (1) мультипликативная погрешность д К ИЦ ЯК- - - += д Кд+ д Квп (2) Ь Кд Ь Кв.п Кд Кв.пприведенная к выходу аддитивная погрешностьЬ У Кд Квп Ьд+ Квп Ьв.п Р) Теоретически предлагаемое тензометрическое устройство с автоматической коррекцией систематических погрешностей на первой стадии работы должНо выработать отрицательную реакцию, компенсирующую мультипликативную составляющую погрешности, приведенную к выходу Ь КЬК =-Кд Квп( - + - 1 Ь Кд Ь Кв.п Кд Кап и аддйтивную составляющую, приведеннуюк выходу ЬОцапЬ Оцап = КД+ Ь Кд) (Квп Ь Квп) Ьд+(Квп + . Ь Квп) Ь вп ) (1 + Ь КДифференциальный усилитель 4 усиливает выходной сигнал тензомоста 1 с коэффициентом усиления Кд;у, равным половине номинального коэффициента передачи ВП Кв.пн, Коэффициент, усиления программируемого усилителя 5 изменяется от 1 до 4. Такой запас регулировки коэффициентов программируемого усилителя 5 обеспечивает коррекцию систематйческой погрешности чувствительности датчика в диапазоне 50% от номинального значения. ЦАП обеспечивает регулировку смещения нулевого уровня в диапазоне + Ооп, перекрываемом опорными уровнями блока определения знака опорного уровня 9 цифроаналогового преобразователя 8.По команде "Пуск" запускается тактирующий генератор 10, который тактирует работу блока управления 13, а также первого и второго реверсивных счетчиков 7 и 11, Устройство устанавливается в начальное состояние; второй реверсивный счетчик 7 устанавливается в положение, соответствующее минимальному коэффициенту передачи программируемого усилителя 5, первый реверсивный счетчик 11 в положение, соответствующее нулевому выходному сигналу цифроаналогового преобразователя 8, Блок управления .13 замыкает второй ключ 15, второй компаратор знака 12 выдает информацию о знаке начального смещения и блок определения знака опорного уровня 9 цифроаналогового преобразователя 8 устанавливает величину опорного уровня + Оо противоположную знаку начального смещения, Далее второй ключ 15 размыкается, переключатель 16 коммутирует на второй вход первого компаратора 14 опорный уровень нулевого выход1793199е юанюею еюее Фиг рректор Н,Слободяник еда суд оизводственно-издательский комбинат "патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 493 ВНИИПИ Составитель Е.ЩелинаТехред ММоргентал Тираж Оодписноевенного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5