Тензометрическое устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации в условиях широких диапазонов и быстроменяющихся температур. Целью изобретения является повышение точности за счет коррекции аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности. Управляемый масштабный преобразователь 3 осуществляет деление сигнала, поступившего с выхода усилителя 2 на сигнал, пропорциональный току, протекающему через тензомост 1. Дифференциальный вход усилителя 2 подключен к выходной измерительной диагонали тензомоста 1, а суммирующий вход - к первому выходу источника 5 питания. Коэффициенты суммирования по отдельным входам сумматора 4 и усилителя 2 определяются соотношением температурных коэффициентов сопротивлений тензорезисторов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (П) А1 (11 4 G 01 В 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4277483/25-28 (22) 06 ° 07 ° 87 (46) 30.11 ° 89,Бюл. Р 44 (71) Пензенский политехнический институт (72) В,В,Пащенко, В.П,Маланин, Е,П.Осадчий, Е,М.Белозубов и В,А Фильчиков (53) 531.781.2 (088.8) (56) Измерительная техника, 1982, Ф ll, с, 36, Авторское свидетельство СССР

9 682755, кл, G 01 В 7/16, 1976, (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации в условиях широких диапазонов

2 и быстроменяющихся температур, Цель изобретения - повышение точности эа счет коррекции аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности, Управляемый масштабный преобразователь 3 осуществляет деление сигнала, поступившего с выхода усилителя 2 на сигнал,пропорциональный току, протекающему через тензомост I. Дифференциальный вход усилителя 2 подключен к выходной измерительной диагонали тензомоста 1, а суммирующий вход - к первому выходу источника 5 питания, Коэффициенты суммирования по отдельным входам сумматора 4 и усилителя 2 определяются соотношением температурных коэффициентов сопротивлений тензореэисторов.

1525440 (0, -OL2)gt + 21с,б

o() + Mg — - — -- 1 + 1

Un

0Р

2 о, +Ы вЂ вЂ ----ht + 1

2k> Е (1) 55

Ы +Мю — --- -5t+ 1

2 напряжение источника 5 питания;

Un

+ где

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации в условиях широких диапазонов и быстро5 менякщихся температур, Целью изобретения является повышение точности за счет коррекции аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности, На чертеже представлена блок-схема устройства, Тензометрическое устройство содержит последовательно соединенные тенэомост 1, усилитель 2, управляемый масштабный преобразователь 3 и сумматор 4, источник 5 питания, первый выход которого соединен с первой вершиной. диагонали питания тенэомос,та 1 и со вторыми входами усилителя 20

2 и сумматора 4, второй выход — через резистор 6 со второй вершиной диа. гонали питания тенэомоста l и со вторым входом управляемого масштабного преобразователя 3 ° Конструктивно уп- 25 равляемый масштабный преобразователь

3 (перемножитель, делитель напряжения) представляет собой масштабный преобразователь с изменяющимся коэффициентом преобразования. Изменение коэффициента преобразования может осуществляться схемно при помощи управляемого напряжением биполярного или полевого транзистора, сопротивление

KoTopbm ВхОдит В коэффициент передачи масштабного преобразователя, ипи, например, с помощью „правляемого кодом делителя напряжения, Тензометрическое устройство работает следующим образом, 40

При восприятии деформации тенэомостом 1 на выходе измерительной диагонали будет напряжение

Rg-Rq

UI=U

Ri R2 45

R(сопротивление первого и четвертого тенэорезисторов тенэомоста 1, воспринимающих отрицательную деформацию; сопротивление второго и третьего тенэорезисторов тенэомоста 1, воспринимающих положительную деформацию °

° (2) 04 + 0(a

R (1 + — — — — --gt)

О 2

Такой сигнал в виде напряжения U можно получить на сопротивлении резистора 6

Un 1 6

1 6 О,+92

R (1 + -- — — — ht) о 2 (3) Деление сигнала U I на сигнал U в управляемом масштабном преобразователе 3 позволяет устранить мультипликативную составлящдую погрешности, но при этом аддитивная составляющая погрешности меняет свою величину до уровня

8„Un (, -Ы )АС, (4) Для устранения аддитивной погрешности осуществляется-операция суммирования напряжения П „ с коэффициенО(в — gc том суммирования -- — — — — с напряжеOC + g нием У1. На выходе суммирующего усилителя 2 будет напряжение

-Оit

У = U

n °

% (5) (2) О + 1 1(21

М,,Ы вЂ” температурные коэффициенты сопротивлений тенэорезисторов с сопротивлением R и

В соответственно;

k — коэффициент тензочувствительности тензорезисторов тенэомоста 1;

E — относительная деформация; — усредненное приращение температуры тенэодатчика, Для осуществления коррекции необходимо Выделить сигнал, пропорциональный току, протекающему через тензоиост 1

5 152

С использованием сумматора 4 осуществляется суммирование напряжений и выходного напряжения управляемого масштабного преобразователя 3

Формула изобретения

ae k — f(U<)— г

0 +g — — - — --Ь + 1

2 коэффициент передачи управляемого масштабного преобразователя...3 °

На выходе сумматора 4 получается напряжение

U выл g+ ц

Ы, — М

+ U — — - — — = U k Е.

n + n т (7) Составитель В.Писаревский

Редактор Н,Горват ТехредМ,Ходанич

Корректор М,Поко

Заказ 720f/32 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Таким образом, как видно из выражения 7, на выходе тензометрического устройства получаем, устранив аддитнвную и мультипликативную погрешность, сигнал, не зависящий от температуры, так как для коррекции формируются сигналы, полностью повторяю5440 6 щие функционально-температурную погрешность мостовой схемы, Тензометрическое устройство,содержащее тензомост, источник питания, первый выход которого соединен с первой вершиной диагонали питания тензомоста, второй выход через резистор соединен с второй вершиной диагонали питания тензомоста, усилитель, вход которого соединен с выходом измери15 тельной диагонали тензомоста, и сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности эа счет коррекции аддитивной и мультипликативной составляющих температур20 ной погрешности, оно снабжено управляемям масштабным преобразователем, вход которого соединен с выходом усилителя, выход — с первым входом сум-,, матора, первый выход источника пита25 ния соединен также с вторыми входами усилителя и сумматора, а второй выход источника питания и вторая вершина диагонали питания тенэомоста соединены также с вторым входом управляемого

3р масштабного преобразователя.