Тензометрическое цифровое устройство

 

ТБНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ ЦИФГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее тенэодатчики, соединенные в мостовую схему, диагональ питания которой подключена к вторичной обмотке питающего трансформатора, а одна из вершин измерительной диагонали - к шине Земля, и измерительный автокомпенсатор, к одному входу узла сравнения которого подключена другая веришна измерительной диагонали моетовой схемы, а к другому - выход - линейно-декодирующего преобразователя измерительного автокомпенсатора, отличаю .щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния на результат измерения Ш1тающего напряжения, в него введены повторитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, и делитель напряжения на двух последовательно соединенных резисторах, причем один из резисторов подключен к одному из концов вторичной обмотки питающего трансформатора, друго.й резистор подключен к шине Земля, а общая точка обоих резисторов соединена с одним из входов операционного усилителя, выход которого подключен к его другому входу и входу i питания линейно-декодирующего преобразова (Л теля измерительного автокомоеисатора. 4; СО sj 4; ;О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 147

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I ! ! !, ;: т:т!»!!!

»

- " ":гт

F >!-: . ° !,ч

) К ABT0PCHOt4V СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3359694/18-10 (22) 27.11.81 (46) 23.10.83. Бюл. N 39 (72) В. В. Шепетов (53) 681.269 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР„

N 684326, кл. G 01 G 23/36, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР ,:N4 678329, кл. G 01 G 23/36, 1977 (прототип). (54) (57) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ ЦИФРОВОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее тенэодатчики, сое-диненные в мостовую схему, диагональ питания которой подключена к вторичной обмотке шпающего трансформатора, а одна иэ вершин измерительной диагонали — к шине "Земля", и измерительный автокомпенсатор, к одному входу узла сравнения которого подключена другая вершина измерительной диагонали мосÄÄSUÄÄ 1049749 A товой схемы, а к другому ьходу — выход

/ линейно-декодирующего преобразователя измерительного автокомпенсатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния на результат измерения питающего напряжения, в него введены повторитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, и делитель напряжения на двух последовательно соединенных резисторах, причем один из резисторов подключен к одному из концов вторичной обмотки питающего трансформатора, другой резистор подключен к шине "Земля", а общая точка обоих резисторов соединена с одним из входов операционного усилителя, выход кото-. рого подключен к его другому входу и входу питания линейно-декодирующего нреобразователя измерительного автокомпенсатора.

Изобретение относится к измерительной технике, Известно цифровое тензометрическое устройство, содержащее тензодатчики, нуль-орган, состоящий иэ дифференциального сравнивающего устройства, операционного усилителя и конденсатора, и аналого-цифровой преобразователь 111.

Однако в этом устройстве автоком и тензодатчики подключены к разным вторичным обмоткам питающего трансформатора, что оказывает влияние на точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тензометрнческое цифровое устройство, содержащее тензодатчики, соединенные в мостовую схему, диагональ питания которой подключена к вторичной обмотке питающего трансформатора, а одна из вершин измерительной диагонали — к шине

"Земля"., и измерительный автокомпенсатор, к одному входу узла сравнения которого подключена другая вершина измерительной диагонали мостовой схемы, а к другому входу — выход линейно-декодирующего преобразователя измерительного автокомпенсатора.

Источник переменного напряжения представляет собой трансформатор, который подключен к промышленной сети. Одна из обмоток этого трансформатора питает линейно-декодирующий преобразователь, а вторая обмотка — диагональ моста тензодатчиков (2) .

Однако, поскольку обмотки в трансформаторе содержат разное количество витков и различаются в пространственной конфигурации маг нитных потоков, они имеют различное изменение коэффициентов трансформации от напряжения. Вследствие этого при изменении напряжения питающей сети (в качестве которой используется, промышленная сеть 10 — 15%, 5% гар. моник) меняются в значительной степени показания, что вызывает погрешность от изменения напряжения.

Кроме того, по укаэанной причине различные гармонйки сети (из допустимых 5%) по этим двум обмоткам проходят неодинаково, что затрудняет процесс сравнения на несущей частоте в нуль-органе, в частности на выходе узла сравнения разностный сигнал содержит высшие гармоники, Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения влияния на результат измерения питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в тензометрическое цифровое устройство, содержащее тензодатчики, соединенные в мостовую схему, диагональ питания которой подключена к вторичной обмотке питающего трансформатора, а одна нз вершин измерительной диагонали— к шине "Земля", и измерительный автокомпен сатор, к одному входу узла сравнения которо1049749 2 го подключена другая вершина измерительной диагонали мостовой схемы, а к другому входу — выход линейно-декодирующего преобразователя измерительного автокомпенсатора, введены повторитель напряжения, выполненный на операционном усилителе, и делитель напряжения на двух последовательно соединенных резисторах, причем один из резисторов подключен к одному иэ концов вторичной обмотки

1р питающего трансформатора, другой резистор подключен к шине "Земля", а общая точка обоих резисторов соединена с одним иэ входов операционного усилителя, выход которого подключен к его другому входу и входу питания линейно-декодирующего преобразователя.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Тензометрическое цифровое устройство со-. держит автокомпенсатор 1, имеющий узел 2. сравнения и линейно-декодирующий преобразователь 3, мостовую схему 4, повторитель напряжения на операционном усилителе 5, резисторы 6 и 7, образующие делитель напряжения, и трансформатор 8 питания с первичной 9 и вторичной 10 обмотками.

Мостовая схема 4 образована из силоизмерительных тензодатчиков 11, Диагональ е<-с мостовой схемы подключена к вторичной обмотке 10 трансформатора 8, 30; вершиной ф — к входу "плюс" узла сравнения (неинвертирующий вход), а вершиной d — к шине "Земля".

Резистор б подключен к одному из концов той же вторичной обмотки 10, к которой подключена мостовая схема 4, Вход "минус" узла 2 сравнения (инвертирующий вход) подключен к выходу операционного усилителя 5, причем этот выход объединен с инвертирующим входом усилителя 5.

Неинвертирующий вход усилителя 5 под40 ключен к точке соединения резисторов 6 и 7;

Устройство работает следующим образом, Выходное напряжение тенэодатчиков 11, пропорциональное измеряемой массе, уравновешивается поразрядно в конце 2 — 4 — 2 — 1 вы45 ходным напряжением линейно-декодирующего преобразователя 3. Сравнение этих напряжений происходит в узле 2 сравнения, на выходе которого формируется разностное напряжение, фаза которого определяет процесс "компенсации" или "недокомпенсации при включении каждой ступени преобразователя 3. Фаза разностного напряжения определяется фазочувствительным устройством нуль-органа (не показан). В конце измерения наступает полная

55 компенсация и раэностное напряжение приближается к нулю.

Питание линейно-декодирующего преобра. зователя 3 осуществляется от операционного

Составитель В. Шнршов

"Гехред О.Неце

Редактор А, Шандор

Корректор А. Повх

Заказ 8402/38 Тираж 643

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 / 5

Подписное.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 .. 1049 усилителя 5, который имеет низкое выходное сопротивление в режиме повторителя. Преобразователь 3 представляет собой точный тетрадно-десятичный делитель, поэтому питание от операционного усилителя исключает наличие погрешности при работе преобразователя 3. ,Пелитель напряжения на резисторах 6 и 7 обеспечивает необходимую величину напряжения питания преобразователя 3. Резистор 7— переменньй, т. е. с его помощью можно выставить необходимую цену деления. Питание делителя напряжения на резисторах 6 и 7 . осуществляется от обмотки 10 питания мостовой схемы 4.

I ступающее на делитель напряжения, несколько меняется от разбаланса мостовой схемь1 4 тенэодатчиков 11 в процессе их нагружения или разгружения. Влияние на погрешность измерения этого изменения согласно расчетам не превышает 0,02%.

Вследствие того, что питание линейно-декодирующего преобразователя осуществляется от

749 4 того же напряжения, что и диагональ мостовой схемы тензодатчиков, зависимость показаний от изменения напряжения ромьпцленной сети отсутствует. На выходе узла сраВнения отсутствуют также в процессе сравнения высшие гармоники (из 5% допустимых), что позволяет производить сравнения с большей точностью, Таким образом, по сравнению с известным устройством получена более высокая точность при измерении сигнала тенэодатчиков.

Зксперименталыцле исследования подтвер. дили независимость показаний от изменения промъ1шленной сети и повьппение точности измерения. Следует отметить, что показ пня не зависят от сети в гораздо широких пределах, чем это допускает ГОСТ.

Изобретение может быть применено в теизометрнческих цифровых устройствах либо в других случаях, где необходимо получнть «еэависимосп показаний цифрового прибора от изменения налркження при изменении аигналов от мостовых датчиков.