Измерительный преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения изменений активных сопротивлений в условиях нестабильности источника питания и сопротивлений . Цель изобретения - повьш1ение точности измерительного преобразователя путем снижения зависимости результата измерения от нестабильности источника питания и сопротивлений, возникающих под воздействием различных факторов. Устройство содержит источник питания 1, датчики 2, 4, 5 и 7, резисторы 3 и 6. Для достижения поставленной дели в устройство дополнительно введен вычислительный блок, содержащий сумматор 9, вычитатель 10, делитель 11 напряжения и масштабирующий усилитель 12. Датчики 2, 4, Q 5 и 7 выполнены на резисторах. 1 з.п. Кл ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИН

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3707017/24-21 (22) 26.12.83 (46) 30.11.85, Бюл, № 44 (71) Пензенский политехнический институт (72) В. В. Пащенко (53) 62!.317.733(088.8) (56) Шушкевич В. А..Основы электротензометрии. Минск:. Высшая школа, 1975, с. 112, 113, рис, 18.

Авторское свидетельство СССР

¹ 137964, кл. С 01 R 17/10, 1960. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения изменений активных сопротивлений в условиях нестабиль„„SU„„1195263 А 51>4 G Ol К 17/10 G 01 В 7 18 ности источника питания и сопротивлений. Цель изобретения — повышение точности измерительного преобразователя путем снижения зависимости ре зультата измерения от нестабильности источника питания и сопротивлений, возникающих под воздействием различных факторов. Устройство содержит источник питания 1, датчики 2, 4, 5 и 7, резисторы 3 и 6. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введен вычислительный блок, содержащий сумматор 9, вычитатель

10, делитель 11 напряжения и масштабирующий усилитель 12. Датчики 2, 4, Ю

5 и 7 выполнены на. резисторах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1195263

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения изменений активных сопротивлений в условиях нестабильности источника питания и сопротивлений. 5

Цель изобретения — повышение точности измерительного преобразователя путем уменьшения зависимости результата измерения от нестабильности источника питания и нестабильности сопротивлений, возникающих под действием влияющих факторов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

На чертеже приняты следующие обо- 15 значения: источник 1 питания, датчик

2, резистор 3 и датчик 4, составляющие первую ветвь шестиплечего моста; датчик 5, резистор 6 и датчик 7 составляющие вторую ветвь шестиплечего моста, вычислительный блок 8 ° состоящий из сумматора 9, вычитателя 10, делителя 11 напряжения и масштабирующего усилителя 12 ° Датчики 2, 4, 5 и 7, выполнены в виде резисторов.

Сигнал Y снимают с вершин соедиI нения элементов 2, 3 и 6, 7, а сигнал

Y2 — с вершин соединения элементов . 3, 4 и 5, 6. Указанные сигналы поступают на вычислительный блок 8. Зо

Устройство работает следующим образом.

Резисторы 3 и 6 являются точными, высокостабильными элементами с заранее известным сопротивлением R . .Если активные сопротивления резисторов

2 и 7 при работе измерительного пре» образователя получают положительные. приращения сопротивлений +дК, а сопротивления резисторов 4 и 5 — отри- 4р цательные приращения — Q R то сигналы У1 и У2 определяют по формулам где Ко — сопротивление резисторов

3, 6;

R — номинальное значение сопротивлений резисторов 2, 4, 5, .7.

dR — приращение сопротивлений резисторов, подлежащее измерению;

U — напряжение питания измерительного преобразователя.

Вычислительный блок 8 осуществляет следующий алгоритм вычисления изменения сопротивлений, который включает следующие операции: суммирование вычитание

2Rî — Y = U — — ---- j г 2R+ Р. деление

Y + Y

У1 72

Yq + Y

Р/2=ЯК у — у о

1 г (3) 46К Ro

2(Кo + Кo) R+ gR

2R+ К (I) 45

R -2ДК о

2R+ R о

У= Ro + дКо (4) Из формулы (4) видно, что погрешность от нестабильности чувствительности моста отсутствует. Точность

55 устройства определяется стабильностью резистора 6 К .

Применение предлагаемого устройства позволяет снизить долю погрешности (2) + 2 дК I

2R + Ro

=-U

1. R+ R -rfR о у = U — — — — — - -U

2R+ R R-gR R+ ÜR+ Р, о

11 — — — — - U

2 2R+ Ro 2R + Ro

4 дК

Y +Y =-U

1 2 2R+Ro t масштабирование с . масштабным коэффициентом R /2

В результате действия влияницих факторов резисторы могут изменить свое сопротивление. При этом результат измерения изменяется до значения

Погрешность устройства

30

Формула изобретения

Составитель В. Семенчук

Редактор С. Лисина Техред С.Мигунова Корректор И. Эрдейи, Заказ 7410/49 Тираж 747 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений.,и открытий

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

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

3 11952 от температурного изменения чувствительности датчика, погрешность от нестабильности показаний датчика после месячного хранения, так как в обе эти погрешности входит погрешность нестабильности чувствительности моста вследствие изменения сопротивления тензорезисторов от температуры и от времени.

Кроме того, применение измери- 10 тельного преобразователя позволяет увеличить .срок службы датчика, так как он ограничен отчасти изменением чувствительности датчика в результате временного ухода сопротивлений 15 тензорезисторов в процессе эксплуатации, и снизить требования к стабильности источника питания. Таким обра-. зом, наличие двух высокостабильных резисторов позволяет получить два 20 независимых сигнала,-,несущих информацию . как об измеряемом параметре, так и об изменениях чувствительности.

Обработка этих сигналов дает возможность исключить из результата измере-25 ния погрешность от изменения чувст.вительности мостовой схемы, что приводит к повышению точности измери-. тельного -преобразователя.

). Измерительный преобразователь, содержащий шестиплечий мост, состоящий:из двух ветвей, из которых каж- 3 дая образована последовательно соединенными первым датчиком, резистором и вторым датчиком, первые выводы первых двух датчиков разных ветвей сое,динены с первой вершиной диагонали 40 питания шестиплечего моста,. а вторые выводы их и первые выводы резисторов соединены соответственно с первой и второй вершинами первой измерительной диагонали шестиплечего моста, первые выводы вторых двух датчиков разных ветвей соединены с второй вершиной диагонали питания шестиплечего моста, а вторые выводы их и вторые выводы резисторов соединены соответственно с третьей и четвертой вершинами второй измерительной диагонали шестиплечего моста, к вершинам диагонали питания которого подключен источник питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в не го введен вычислительный блок, выполненный в виде сумматора, вычитателя, делителя напряжения и масштабирующего усилителя, при этом вторая вершина первой измерительной диагонали шестиплечего моста соединена с первыми входами, сумматора и вычитателя, третья вершина второй измерительной диа-. гонали шестиплечего моста соединена с вторыми входами сумматора и вычитателя, первая вершина первой измерительной диагонали - с третьими входами, а четвертая вершина второй из« мерительной диагонали — с четвертыми входами сумматора и вычитателя, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами делителя напряжения," выход которого соединен с входом масштабирующего усилителя, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,. что коэффициент масштабирования усилителя вы-.-. бирают равным половине величины сопротивления постоянного резистора.