Способ настройки тензометрических преобразователей

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для температурной компенсации погрешности сигналов тенэорезисторных датчиков. Цель изобретения - повышение эффективности компенсации. Способ настройки заключается во взаимном вычитании двух сигналов, каждый из которых перед вычитанием смещают к нулю при влияющей величине одной границы ее диапазона , а при вычитании обеспечивают соотношение, которое устанавливают из условия минимума модуля разностного сигнала при влияющей величине другой границы ее диапазона. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 6 01 В 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4453051/10 (22) 03.05.88 (46) 07.06.91. Бюл. М 21 (72) В.В.Шевчук (53) 581.83(088.8) В (56) Алексенко А.г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС, — M.: Радио и связь, }981. с. 77.

Клокова H.Ï. и др. Тенэодатчики для экспериментальных исследований, — M.:

Машиностроение, 1972, с. 117. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для температурной компенсации погрешности сигналов тензорезисторных датчиков.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг.1 и 2 приведены схемы, поясняющие способ настройки компенсаторов погрешности.

Компенсаторы погрешности содержат две входных "Вход 1" и "Вход 2" и выходную

"Выход" клеммы (фиг. 1), два регулятора 1 и

2 смещения, вычитатель 3 с регулируемым соотношением вычитания. Выходом компенсатора является выход вычитателя 3. Вычитатель 3 может состоять из потенциометра 4 и инвертора 5. Выводы потенциометра 4 один не}тосредственно, а другой через инвертор

5 соединены с входами вычитателя 3. Выходом вычитателя является движок потенциометра, Регуляторы 1 и 2 смещения установлены на входах вычитателя 3. На. Ж, 1654648 А1 (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для температурной компенсации погрешности сигналов тензореэисторных датчиков. Цель изобретения — повышение эффективности компенсации. Способ настройки заключается во взаимном вычитании двух сигналов, каждый из которых перед вычитанием смещают к нулю при влияющей величине одной границы ее диапазона, а при вычитании обеспечивают соотношение, которое устанавливают из условия минимума модуля разностного сигнала при влияющей величине другой границы ее диапазона. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. фиг,2 в цепи входов компенсатора установлены сумматоры 6 и 7.

Способ реализуешься следующим образом.

Например два исходных сигнала (например, тензорезисторов)

Е1=} R К (+ Е) + IR g> (t);

Е2=(R К(-(. ) + Я @ (т) подают на входы "Вход 1" и "Вход 2"

«омпенсатора.

Первые составляющие сигналов }})(К(+е) и IRK(- e) являются информационными, где

I, R, К вЂ” ток, сопротивление, коэффици- ент тенэочувствительности тензорезисторов соответственно;+ я и-е-соответствующие относительные деформации элементов, на ко-: торых установлены тензорезисторы. Вторые составляющие являются погрешностью.

С другой стороны

Е1= E(+ KE> Coz+ (Ca dCz)z+ Czz

Ez= E(-К z+ Со2+(С1+ bCz) t+Czz 1 где Е=IR — обозначение.

1654648

Вводят смещения

Е 1-(Со1-С 01)+(C1- ЛС «) t+Czt;

Е2=(С02-С 02 )+(С1+Л С1) t+C212. устанавливают t=t1 (нижнюю границу рабочих температур)

Е1(11)-(С01-С о1 )+(C1- hC1) t1+Czt1;

Ez (11)-(С02-C*02)+(С1+Л C1) t1+Czt12, Смещают сигналы к нулю Е1(t1)= О, Е2 (11)-0, регулируя -С*01 и -С*01 сигналами

"Смещение 1" и "Смещение 2" и контролируя на входах вычитателя, т.е, (Co1-С,о1 )=(С1-Л C1)t1-Czt1 2 (Co1-C*oz)(С1+Л С@1-Czt1 .

Выходной сигнал принимает вил

15 . c (c,-((c,lt,+ c2а, (с,+ьс,)t +ñ,t, g I (С,-бс,14,+С2 bi (Cithcil1s+C2f 2

= Е(/6СА-((С,t) Ф Ри(-С212-СА+С,6+С212I f20, = E (-2 C,(-Ц+ 3„(C,(t-Ц+ С2(<+<,}(Ô.-g,ß- Е (- с, 9„(c, tñ2 (t it, l j) (t -%,) ..

Обеспечивают (верхняя граница ра бочих температур) и устанавливают оптимальное значение д(ъо из условия

25 т,е.

Е (ЬС1+ дпо (С1+ C2(t2+ t1)Q(tz t1)0, ЬС1

С1+С2 tz+т1

Общее выражение для напряжения погрешности

o„-å(-oc,+ (c co(a.i1)}(t(I Ф .е(-Все;Ас,са1 -dcic

ЬС,С2 ЬС,С2 С,+С,<,+,1" (" 21 С 2С,t.

Способ может быть выполнен и при дру40 гом значении информационного параметра, нулевое значение выходного сигнала со4

Первое слагаемое пропорционально деформации я и является информационной составляющей, остальные - составляющие 45 погрешности.

Способ осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии компенсации (е-О) на входах "Вход 1" и "Вход 2" имеются сигналы

Е1 С01+(С1- ЬСф+С2Р

Ez-Coz+(C1+ ЬС1)1+СИ, а выходное напряжение, соответствующее только погрешности ((("E(C(+8„(o -(i-3„(" ")

- — i 8„(c,t. c,tolI

В регуляторах 1 и 2 смещения сигналами "Смещение 1" и "Смещение 2" входные сигналы смещают соответственно на велиF Ф чины ЕС 01 и-ЕС 02,;*.после чего на входах вычитателя 3 имеют

Еi E(+ Кя+(Coi-С oi}+(С1-ЬСФ+ Cot ((Е2 Ц К е+(C02 С*02)+(C1+ ЬС1) t+C2t ), На выводах потенциометра

11=Е1;

6=Ez.

Ток через потенциометр

Ь-ЬЕ

* *

I - — = — t (Со1-С о1)+(Со2- С 02)+

Г г

+ 2Сл+ 2Czt2 ) .

Для движка потенциометра, расположенного Ао середине, соотношение масштабирования равно единице е1=гп2-1, а д(((- д. Йо аналогии с дк(обозначим д(отклонение движка, отнесенное к полному возможному его отклонению, т.е. к половине всего потен циометра

0 <д„(1.

Напряжение на движке, находящемся по середине г г ft 6 6+6

2 " 2 r 2

В произвольном положении

U-,-(14„)2l = E,-(1-8„) е-е

= — +à — --(2КС (С -С ) (+ а и у gL o

-(с -с" )-2tc,tji 8„— ((с„-c„l+

+(С„-С"Rl+2cit+2СЙ2 )"

EKE+Å (сЬ С С С э Асд+

+(i „(:"+ - +c,tricot )

С -С э ответствует именна атому значению информационного параметра. Если же после выполнения сгюсоба понадобится установить другое соответствие выходного сигнала и информационного параметра, способ можно втормчно не повторять. Это соответствие можно установить общим постоянным (смещением выходного сигнала любыми известными приемами как в цепях самого «омпенсатара, так и непосредственно на его выходе, Контролировать нулевые сигналы при первой границе диапазона влияющей величины можно на входах вычитателя так и один (первый по выполнению способа) — на соответствующем входе вычитателя, другой — на общем выходе компенсатора (если сам вычитатель не имеет собственного паразитного смещения нуля и коэффициент масш1654648

Предлагаемый способ обеспечивает значительное повышение эффективности компенсации погрешностей в широком диапазоне дестабилизирующих воздействий.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что сигналы каналов суммируют с пропорциональным температуре сигналом. рю щ вю/

Ban 7

Bxo33 скщгн//Ы

Составитель C. Ботуз

Техред ММоргентал Корректор Т. Малец

Редактор И. Шулла

Заказ 1944 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 табирования по другому входу вычитателя не равен нулю). Это возможно, так как нул на выходе (при указанных условиях) может быть обеспечен только в случае обоих нулевых сигналов на входах вычитателя (если один иэ ник уже установлен в начале).

Кроме того, в цепи входов компенсато ра установлены сумматоры би 7 с сигналом, пропорциональным влияющей величине (фиг.2). К исходным сигналам, поступающим . на входы "Вход 1" и "Вход 2", через сумматоры 6 и 7 добавляют сигнал, пропорциональный влияющей величине, а через ! регуляторы 1 и 2 смещения — сигналы "Сме! щение 1" и "Смещение 2". При влияющей величине одной границы ее диапазона сигналами "Смещение 1" и "Смещение 2" смещают к нулю на входах вычитателя 3. При этом сумматор 6 и регулятор 1 смещения (7 и 2) могут стоять в цепи входа компенсатора 20 .в любом порядке. В дальнейшем работасхемы аналогична укаэанной.

Формула изобретения

1. Способ настройки тензометрических преобразователей, заключающийся во взаимном вычитании сигналов двух его каналов,отличающийся тем,что,сцелью повышения точности измерений. перед вычитанием каждый сигнал смещают к нулю при температуре одной границы ее диапазона и при вычитании обеспечивают соотношение, устанавливаемое из условия минимума модуля разности сигнала при температуре другой границы ее диапазона.