Устройство для измерения сигналов тензомоста

 

Изобретение относится к аналого-цифровым преобразователям сигнала тензомоста с коррекцией аддитивной и мультипликативной составляющих его температурной погрешности и может быть использовано при гидрофизических исследованиях для измерения давления, усилия или деформации. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения влияния на результаты измерения изменений выходных сопротивлений тензомоста и управляемого делителя напряжения. Это достигается введением трансформатора 9 напряжения между источником 6 питания и шинами питания тензомоста 1, а также последовательным соединением выходов тензомоста 1, управляемого делителя 28 напряжения и обмотки 15 коррекции аддитивной температурой погрешности. При работе устройства блок 25 управления поддерживает на управляющих входах 31 делителя 28 цифровой код, соответствующий нулевому напряжению на входе 22 нуль-органа 21, вследствие чего ток через нуль-орган 21, тензомост 1 и выходную цепь делителя 28 практически не протекает, что и обеспечивает независимость результатов измерения от изменения параметров этих цепей. Устройство позволяет поднять на порядок точность измерения при кратковременных измерениях. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) Г 01 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4013057/31-28 (22) 27.01.86 (46) 23,03.90. Вюп. У. (?1) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (72) l0.È. Шаповалов (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1270545, кл. G 01 В 7/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1182411, кл. G 01 В 7/18, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМКРЕНИЯ СИГНАЛОВ ТЕНЗОМОСТА (57) Изобретение относится к аналогоцифровым преобразователям сигналатензомоста с коррекцией аддитивной и мультипликативной составляющих его температурной погрешности и может быть использовано при гидрофизических исследованиях для измерения давления, усилия или деформации.

Цель изобретения — повышение точности за счет исключения влия„„SU„„1551978 д1 ния на результаты измерения изменений выходных сопротивлений тензомоста и управляемого делителя напрякения. Это достигается введением трансформатора 9 напряжения между источником 6 питания и шинами питания тензомоста 1, а также последовательным соединением выходов тензомоста 1, управляемого делителя 28 напряжения и обмотки 15 коррекции аддитивной температурой погрешности. При работе устройства блок 25 управления поддерживает на управляющих входах 3 1 делителя 28 цифровой код, соответствующий нулевому напряжению на входе 22 нуль-органа 21, вследствие чего ток через нуль-орган 21, тензомост 1 и . выходную цепь делителя 28 практически не протекает, что и обеспечивает независимость результатов измерения от изменения параметров этих цепей.

Устройство позволяет поднять на порядок точность измерения при кратковременных измерениях. 1 ил.

15519 78

Изобретение относится к средствам преобразования сигнала тензомоста в цифровой код с коррекцией аддитивной и мультипликативной составляющих его температурной погрешности и может быть использовано при гидрофизических исследованиях для измерений давления, усилия или деформации.

Цель изобретения — повышение точности за счет исключения влияния на результаты измерения изменений выходных сопротивлений тензомоста и управляемого делителя напряжения путем ! введения трансформатора напряжения между источником питания и шинами питания тензомоста, а также последовательного соединения выходов тензомоста управляемого делителя напряжения и обмотки коррекции аддитивной погрешности.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для измерения сигналов

jтенэомоста содержит тензомост 1 с вершинами 2 и 3 диагонали питания и вершинами 4 и 5 измерительной диагонали, источник 6 питания тензомоста переменного тока с шинами 7 и 8, трансформатор 9 напряжения с первичной и вторичной обмотками 10 и 11, трансформатор 12 тока с четырьмя обмотками 13-16, четыре резистора

17-20, нуль-орган 21 с входными шинами 22 и 23 и выходом 24, блок 25 управления с входом 26 и выходами 27 и управляемый делитель 28 напряжения с шинами 29 и 30 измерительного входа, управляющими входами 31 и выходом 32. В случае использования в нуль-органе 21 входного усилителя, выполненного по схеме модулятор усилитель переменного тока — демодулятор нуль-орган 21 имеет входы 33 синхронизации модулятора и демодуля 45 тора, соединенные с дополнительными выходами 34 источника.6 питания тензомоста.,Шины 7 и 8 источника 6 питания тензомоста 1 соединены с концами первичной обмотки 10 трансформатора 9 напряжения. Один конец вторичной обмотки 11 трансформатора 9 напряжения соединен с общей точкой обмоток 13 и 14 трансформатора 12 тока.

Другой конец обмотки 13 соединен с вершиной 2 диагонали питания тензомоста 1, Другая вершина 3 диагонали питания тензомоста соединена с другим концом вторичной обмотки 11 трансформатора 9 напряжения и через резистор 18 — с другим концом обмотки

14 трансформатора 12 тока. Обмотки

15 и 16 трансформатора 12 тока соединены параллельно с соответствующими резисторами 19 и 20. Один конец ре-. зистора 19 соединен с вершиной 15 измерительной диагонали тенэомоста 1, а другой конец — с входом 22 нуль-органа 21. Один конец резистора 20 соединен с шиной 7 источника 6 питания, а другой — с входом 29 управляемого делителя 28 напряжения. Резистор 17 соединен одним концом с шиной 8 ис-,. точника 6 питания тензомоста 1, а другим концом — с выходом 32 управляемого делителя 28 напряжения и с вершиной 4 измерительной диагонали тензомоста 1. Выход 24 нуль-органа 21 соединен с входом 26 блока 25 управления. Выходы 27 блока 25 управления соединены с управляющими входами 31 управляемого делителя 28 напряжения. С шиной 8 источника 6 питания тензомоста 1 соединены вторые входные шины 23 и 30 нуль-органа 21 и управляемого делителя 28 напряжения е

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на вершины 2 и

3 измерительной диагонали тенэомоста 1 от вторичной обмотки 11 трансформатора 9 напряжения через обмотку

13 и обмотку 14 трансформатора 12 тока протекает ток, величина которого зависит от сопротивления между вершинами 2 и 3 тенэомоста 1. Это сопротивление зависит от температуры, при которой находятся элементы тензомоста 1.: Выход обмотки 15, эашунтированной резистором 19, соединен последовательно входными шинами 22 и 23 с нуль-органа 21, выходом 32 управляемого делителя 28 напряжения, зашунтированного резистором 17, и вершинами 4 и 5 измерительной диагонали тенэомоста 1, поэтому при соответствующем подборе числа витков обмоток 1315 трансформатора 12 тока и соответствующих значениях сопротивлений резисторов 17-19 сигнал на выходе обмотки 15 будет вносить соответствующую коррекцию аддитивной температурной погрешности сигнала тензомоста 1.

Выход обмотки 16, зашунтированной резистором 20, соединен последовательно с выходом источника 6 питания, 15519 78

Использование устройства для измерений сигналов тензомоста, например, на основе структуры "кремний на сапфире" позволяет на порядок повысить точность измерений в кратко35

Составитель Н, Тимошенко

Техред Л.Сердюкбвa Корректор О. Ципле

Редактор Л. Зайцева

Заказ 321 Тираж 498 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.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 поэтому при соответствующем подборе числа витков обмотки 1б трансформатора 12 тока и соответствующем значении сопротивления резистора 20 сигнал на выходе обмотки 16 будет вно5 сить соответствующую коррекцию муль-1 типликативной температурной погрешности тензомоста 1 в сигнал на выходе управляемого делителя 28 напряжения, питающегося через эту обмотку 1б по входу 29. Сложение сигналов на выходе управляемого делителя 28 на напряжения, на выходе тенэомоста 1 и на выходе обмотки 15 приводит к ну- 15 левому значению напряжения на входе

22 нуль-органа 21, если цифровой код на управляющих входах 31 управляемого делителя 28 напряжения будет равен коду, -получаемому при измерении 20 разбаланса тензомоста 1 под действием измеряемого физического параметра, Так как блок 25 управления работает в соответствии с алгоритмом восстанавливающим нулевое значение напряжения на входе 22 нуль-органа

21, но ток через выходные цепи тензомоста 1 и управляемого делителя 20 напряжения практически не протекает, что и обеспечивает независимость результатов измерения от выходных сопротивлений указанный цепей. временном режиме.

Формул а и з о бр е т е ни я

Устройство для измерения сигналов тензомоста, содержащее четырехплечий тензомост, источник питания тенэомос- 45 та переменным током, трансформатор тока с четырьмя обмотками, одна иэ кокоторых идним концом соединена с одной иэ вершин диагонали питания тензомоста, четыре резистора, один из кокоторых соединен с одной иэ шин источника питания, другой подключен между концом второй обмотки и другой вершиной диагонали питания тензомоста, а третий и четвертый подключены соответственно параллельно третьей и четвертой обмоткам трансформатора тока, нуль-орган, одна из входных шин которого соединена с одним из концов третьей обмотки, блок управления, вход которого соединен с выходом нуль-органа, и управляемый делитель напряжения, управляющие входы которого соединены с выходами блока управления, другой конец третьей обмотки соединен с одной из вершин измерительной диагонали тензомоста, один иэ концов четвертой обмотки соединен с одной из шин питающего входа управляемого делителя напряжения, а свободные концы первой и второй обмоток трансформатора тока соединены между собой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности эа счет исключения влияния на результаты и змер ения и зме не ний выходных сопротивлений тенэомоста.и управляемога делителя напряжения, а также подводящих проводов, оно снабжено трансформатором напряжения, первичная обмотка которого соединена с шинами источника питания, а вторичная — одним концом с общей точкой первой и второй обмоток трансформатора тока, а другим концом — с общей точкой второго резистора и вершины тензомоста, первая шина источника питания соединена с другой шиной измерительного входа управляемого делителя напряжения и другой входной шиной нульоргана, вторая шина источника питания соединена с другим концом четвертой обмотки трансформатора тока, а выход управляемого делителя напряжения соединен со свободным концом первого резистора и с другой верпк1 с ной измерительной диагонали моста.