Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений давления с помощью тензорезисторных датчиков. Для этого устройство содержит датчик с тензорезисторной мостовой схемой 1, источник тока 2, усилители тока 3 и 4, сумматор 5, регулируемый источник тока 6 и генераторы балансировочного 7 и калибровочного 8 сигналов. Электрическая схема устройства обеспечивает компенсацию квадратичной нелинейности датчика, позволяет повысить точность калибровки и имеет повышенную помехоустойчивость благодаря полной симметрии как по входу усилителя, так и по цепям питания мостовой схемы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1599679 А 1 (51)5 G 01 1 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Puz. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4374410/24-10 (22) 03.02.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (72) О. Б. Коростелев и В. М. Волков (53) 531.787 (088.8) (56) Тензостанция ЛХ5513. Техническое описание ВТЗ.211.028ТО, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений давления с помошью тензорезисторных датчиков. Для этого устройство содержит датчик с тензорезисторной мостовой схемой 1, источник тока 2, усилители тока 3 и 4, сумматор 5, регулируемый источник тока 6 и генераторы балансировочного 7 и калибровочного 8 сигналов. Электрическая схема устройства обеспечивает компенсацию квадратичной нелинейности датчика, позволяет повысить точность калибровки и имеет повышенную помехоустойчивость благодаря полной симметрии как по входу усилителя, так и по цепям питания мостовой схемы. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1599679

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления с помощью тензорезисторных датчиков.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет улучшения помехоустойчивости, снижения погрешности калибровки измерительного канала и компенсации квадратичных нелинейностей преобразования, На фиг. 1 и 2 изображены варианты конкретного исполнения схемы устройства.

Устройство для измерения давления содержит датчик 1 в виде моста из тензорезисторов, первый источник 2 тока, включенный в диагональ питания моста, усилители тока 3 и 4, подключенные ссютветственно к первому и второму узлам измерительной диагонали моста, сумматор 5, регулируемый источник 6 тока, подключенный к диагонали питания моста, и генераторы балансировочного 7 и калибровочного 8 сигналов. Выходы усилителей тока 3, 4 и генераторов 7, 8 подключены к входам сумматора 5, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого источника 6 тока. Управляемый источник тока 6 может быть выполнен в виде переключателя тока (фиг. 2), второй выход которого соединен с входом первого источника 2 тока, выполненного в этом случае в виде «токового зеркала».

Устройство для измерения давления (фиг. 1) работает следующим образом.

При включении питания через мостовую тензорезисторную схему датчика 1 начинает протекать ток I+ от источника тока 2.

С помошью следящей системы, состоящей из усилителей тока 3 и 4 и сумматора 5, на выходе регулируемого источника 6 тока поддерживается ток, обеспечивающий симметрирование входных токов усилителей 3 и 4, т. е. выполнение условия Ii=1 (см. фиг. 1). Вслучае,,когда мост уравновешен, оба входных тока равны нулю. При воздействии на датчик 1 измеряемого давления входные токи I i и I> усилителей 3 и 4 возрастают (оставаясь одинаковыми) и с выхода усилителя 4 сигнал передается на выход устройства.

При подаче на сумматор 5 напряжений балансировки или калибровки от соответствующих генераторов 7 и 8, возникает дисбаланс токов I и 1, пропорциональный сумме напряжений балансировки и калибровки и зависящий также от соотношения сопротивлений тензорезисторов моста. Так, при работе устройства с различными датчиками, имеющими различные начальные значения сопротивлений тензорезисторов, уровень калибровочного сигнала автоматически оказывается пропорциональным информаRt

IIHOHfIOtl COCTBBJIHIOtHCB (для схемы

Rt+Rt по фиг. 1).

Отличие представленной на фиг. 2 схемы заключается в том, что токи 1+ и 1 источников 2 и 6 соответственно формируются таким образом, чтобы их сумма оставалась постоянной. Параметр нелинейности преобразования в этом случае определяется сред10 ним арифметическим информационных соотношений и

Р, R,g

Отн ос ит ел ьн о

R l+ R2 Й3+ 4 этого же среднего формируются и сигналы балансировки и калибровки. Таким образом, схема по фиг. 2 эффективна при работе с двумя полумостовыми датчиками с различной чувствительностью тензорезисторов, соединенными в мостовую схему.

Поскольку выходной сигнал моста зависит от произведения тока, питающего схему, и разбаланса сопротивлений схемы, включение в устройство регулируемого источника тока позволяет регулировать нелинейность преобразования и компенсировать квадратичную нелинейность датчика. Благодаря полной симметрии схемы как по входу усилителя, так и по цепям питания моста, повышается помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения

30 1. Устройство для измерения давления, содержащее датчик с тензорезисторной мостовой схемой, первый источник тока, управляемый источник тока, первый усилитель тока, сумматор и генераторы балансировочного и калибровочного сигналов, причем выÇ5 ход первого источника тока подключен к одной точке питающей диагонали мостовой схемы, вход первого усилителя тока соединен с одной точкой измерительной диагонали мостовой схемы, а выход — с выходом устройства, отличающееся тем, что, с

40 целью повышения точности измерении за счет

> улучшения помехоустоичивости, снижения погрешности калибровки измерительного канала и компенсации квадратичных нелинейностей преобразования, оно снабжено вторым усилителем тока, вход которого соединен с другой точкой измерительной диагонали мостовой схемы, выход управляемого источника тока подключен к другой точке питающей диагонали мостовой схемы, а вход к выходу сумматора, входы которого

50 подключены соответственно к выходам первого и второго усилителей тока и генераторам балансировочного и калибровочного с игн алов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый источник тока выполнен в виде переключателя тока, а первый источник тока — в виде токового зеркала, вход которого соединен с вторым выходом переключателя тока.

1599679

Соста вител ь И . Су м нов

Редактор М. Недолуженко Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 3135 Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101