Тензопреобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации машиностроительных конструкций. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения стабильности питания. Источник 17 тока, включенный в диагональ питания тензомоста 2, вырабатывает стабилизированный ток. Транзисторы 19, 21 - согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смеш,ением. Истоковые резисторы 20, 22 равны между собой и служат для установки начального тока стока через полевые транзисторы 19, 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3992247/25-28 (22) 23.12.85 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Н. А. Кузнецов, И. В. Фридбауэр, И. Л. Рубин и Б. Н. Крылов (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1245867, кл. G 01 В 7/16, 1984. (54) ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации машиностроительных конструкций. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет

„„SU„„1381327 А 1 увеличения стабильности питания. Исто-:ник 17 тока, включенный в диагональ питания тензомоста 2, вырабатывает стабилизированный ток. Транзисторы 19, 21 — согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смещением. Истоковые резисторы 20, 22 равны между собой и служат для установки начального тока стока через полевые транзисторы 19, 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока. 1 ил.

1381327

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформаций машиностроительных конструкций.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет повышения стабильности питания тензомоста путем включения в диагональ питания тензомоста источника тока с внутренним источником тока.

На чертеже представлена структурная схема тензопреобразователя.

Тензопреобразователь содержит источник 1 питания, тензомост 2, измерительная диагональ которого соединена с неинвертирующими входами преобразователей 3 и 4 напряжение — ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционных усилителей 5 и 6 полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительных резисторов 9 и 10, входной резистор 11, включенный между инвертирующими входами операционных усилителей 5 и 6, преобразователь 12 ток — напряжение, выполненный в виде операционного усилителя 13 с отрицательной обратной связью, инвертирующий и неинвертирующие входы которого соответственно соединены со стоками полевых транзисторов 7, 8 и через токоограничительные резисторы 9 и 10 — с плюсом источника 1 питания, источники 14 и 15 тока, один из выходов которых соединен со стоком соответствующего полевого транзистора 7, 8 и инвертирующим входом соответствующего операционного усилителя 5 и 6, а другой выход соединен с «Минусом» источника 1 питания, источник 16 опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами источников 14 и 15 тока, источник 17 тока, состоящий из операционного усилителя 18, выход которого соединен с затвором полевого транзистора 19, исток которого через стоковый резистор 20 соединен со стоком полевого транзистора 21, исток которого через истоковый резистор 22 соединен с его затвором и с «Минусом» источника 1 питания, биполярного транзистора 23, база которого соединена со стоком полевого транзистора 21, коллектор соединен со стоком полевого транзистора 19 и с клеммой «Плюс» источника 1 питания, а эмиттер соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста 2, другая вершина диагонали питания тензомоста 2 через токозадающий резистор 24 соединена с «Минусом» источника 1 питания и с инвертирующим входом операционного усилителя 18, неинвертирующий вход соединен с выходом источника 16 опорного напряжения.

Преобразователь 3 и 4 напряжение — ток преобразуют напряжение разбаланса тензомоста 2 в ток, величина которого ограничивается входным резисто)0M 11. Преобразователь 12 ток — напряже <ае образует на своем выходе, являющемс выходом тензопреобразователя, напряже < ие, пропорциональ5

2 ное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы.

Источники 14 и 15 тока предназначены для задания начальных токов преобразователей напряжение — ток, задающих начальное выходное напряжение преобразователя 12 ток — напряжение и для термокомпенсации теплового дрейфа тензопреобразователя.

Источник 16 опорного напряжения вырабатывает стабилизированное постоянное напряжение, поступающее на управляющие входы источников 14, 15 и 17 тока. Источник 17 тока вырабатывает стабилизированный ток, питающий тензомост 2. Транзисторы 19 и 21 — согласованная пара полевых транзисторов, включенная по схеме истокового повторителя с нулевым смещением.

Истоковые резисторы 20 и 22 равны между собой и служат для установки начального тока стока через полевые транзисторы 19 и 21. Полевой транзистор 21 служит для полевого транзистора 19 активной нагрузкой.

Полевой транзистор 19 соединен с биполярным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока.

Текзопреобразователь работает следующим образом.

Источник 17 тока вырабатывает ток, не зависящий от величины нагрузки и величины напряжения источника 1 питания

1= — -", (1) где 1 — ток источника 17 тока;

U,„— опорное напряжение;

324 — токозадающий резистор 24.

Ток источника 17 тока создает на измерительной диагонали тензомоста 2 разность падения напряжения, пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Напряжение с измерительной диагонали тензомоста 2 преобразуется преобразователями 3 и 4 напряжение — ток на входном резисторе 11 в ток

1,,= — -, (2) где 1,„„ — выходной ток преобразователей 3 и 4;

AU — напряжение разбаланса тензомоста;

Я» — входной резистор 11.

Преобразователь 12 ток — напряжение преобразует ток 1„„в напряжение, которое является выходным напряжением всего тензопреобразователя. Коэффициент преобразования тока в напряжение определяется отношением суммы резисторов, стоящих в обратных связях операционного усилителя 13 преобразователя 12 ток †напряжен к величине входного резистора 11, Введение в устройство источника 17 тока исключает влияние нестабильности источника 1 питания на тензомост 2 и влияние изменения сопротивления длинных соединитель1381327

Формула изобретения

Составитель В. Писаревский

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 837/36 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ных линий, подключающих тензомост к тензопреобразователю.

Введение в источник 17 тока операционного усилителя 18, согласованной пары полевых транзисторов 19 и 21, биполярного транзистора 23 увеличивает его температурную стабильность, линейность и нагрузочную способность источника тока.

Операционный усилитель 18, включенный по схеме с отрицательной обратной связью, отрабатывает на своем инвертирующем входе напряжение источника 16 опорного напряжения U,„.

Так как U, è ток, текущий через тензомост 2, не зависят от напряжения питания тензопреобразователя, то и напряжение на измерительной диагонали тензомоста 2 не зависит от изменения напряжения питания.

Тензопреобразователь, содержащий источник питания, тензомост, измерительная диагональ которого соединена с неинвертирующими входами первого и второго преобразователей напряжение —.ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя, полевого транзистора и токоограничительного резистора, входной резистор, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей преобразователей напряжение — ток, преобразователь ток — напряжение, выполненный в виде третьего операционного усилителя с отрицательной обратной связью, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соот4 ветственно соединены со стоками полевых транзисторов первого и второго преобразователей напряжение — ток и через токоограничительные резисторы — с плюсом источника питания, первый и второй источники

5 тока, один из выходов которых соединен с истоком соответствующего полевого транзистора и инвертирующим входом ссютветствующего операционного усилителя преобразователя напряжение — ток, а другой выход соединен с «Минусом» источника питания, источник опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго источников тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точ-. ности измерений за счет увеличения стабильности питания тензомоста, тензопреобразователь снабжен третьим источником тока, состоящим из четвертого операционного усилителя, выход которого соединен с затвором третьего полевого транзистора, исток которого через первый истоковый резистор соединен со стоком четвертого полевого транзистора, исток которого через второй истоковый резистор соединен с его затвором и с «Минусом» источника питания, биполярного транзистора, база которого соединена

25 со стоком четвертого полевого транзистора, коллектор соединен со стоком третьего полевого транзистора и с клеммой «Плюс» источника питания, а эмиттер соединен с одной из вершин диагонали питания тензомоста, другая вершина диагонали питания тензоЗО моста через токозадающий резистор соединена с «Минусом» источника питания и с инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения.