Тензометрическое устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 Г 01 1. 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГННТ СССР

1 (21) 4715525/10 (22) 18. 04.89 (46) 23.06.91. Пюп. Р 23 (72) Г.И.Козырев и С.Т.Каленик (53) 531.78 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1087736, кп. С 01 I., 1/22, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1290106, кл . С 01 L 1/22, 1987. (54) ТН13%1ГТРИЧЕС КОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дпя измерения механических нагрузок в широком диапазоне быстроиеняющихся температур. Пель изобретения — повышение точности измерений. С выходов мостовых схем R > — R< и R t — R потенциалы поступают на входы вычиИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения механических нагрузок в широком диапазоне быстроменяющихся температур.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит двухмостовой тенэопреобразователь К -К, диагональ питания которого соединена с вторыми входами делителей 3 и 4. Выходы первой мостовой схемы R -R подключены к входам вычитателя 1, выход которого подключен к первому вхо-, ду делителя 3, выход которого соединен тателей 1 и 2, с выходов которых разность потенциалов подается на входы делителей 3 и 4. Для исключения влияния нестабильности источника питания на входы делителей 3 и 4 подается питание с тенэопреобразователя. С выхода делителя 3 сигналы подаются на входы усилителей 5 и 6

H масштабного квадратора 7. С усилителя 5 и масштабного квадратора 7 сигнала поступают на входы сумматора 10. Сигнал с усилителя 6 через умно атель 8 подаетея на следующий вхоп сумматора 10. Сигнал с делителя через масштабный квадратор ч и умном тель 8 поступает на соответствующие входы сумматора 10, выход которог о соединен чере э ус)ли тель 1 1 с регистратором. 1 ил . с входаии усилителей 5 и 6 с фиксир,>ванныи смещением и входом масштабного квадратора 7. Вьмоды второй мостовой схемы Ri-R4 подключены к входам вычитателя 2, выход которого подключен к первому входу делителя 4, выход которого соединен с входом масштабного квадратора 9 и с одним иэ входов уиножителя 8, другой вход которого соединен с выходом усилителя 6 с фиксированныи смещением, Выходы масштабных квадраторов 7 и 9, уиножителя 8 и усилителя 5 соединены с соответствующими входами сумматора 10, выход которого подклю:чен к входу усилителя 11.

1657981

l0 (vrl V (к)

V = Чп(Ф 2(К) 20

= f (I„T);

40

Устройство работает следующим образом.

С выхода мостовых схем К -К6 и

R --К 4, нп выходы вычитателей 1 и 2 ( (((( поступают потенциалы Ч,, Ч, и Ч

V . С выходов вычитателей 1 и 2

2. разности потенциалов в виде напряже-! ll Г ний V =- V, — V u V = V — V no(2. 2 2 2 ступают «а первые входы делителей 3 и 4. Напряжения Ч и Ч 2 зависят от сопротивления тенэорезисторов и напряжения питания следующим образом: г. е Ч вЂ” напряжение питания тенэоб я преобразователя; (К4К R R (к + R,)(ê + к) к ко — RlR+ У вЂ” (к(+ к„.)(к, + к,) нелинейные в общем случае (Ф функции; полезная механическая нагрузка;

Т вЂ” температура тензорезиср (6 (Схемы вычитателей 1, 2 и делителей 3, 4 являются известными).

Нестабильность источника питания

V приводит к снижению точности (" оценки полезной нагрузки с помощью выражения, приведенного в прототипе

L =tP(VI× ) = a + a,V< + (a2 +

+ а Ч,) Ч + а Ч, + а Ч2 () так как выражение (1) представляет собой в общем случае систему двух уравнений с тремя неизвестными:

Т и Ч,. Другими словами, снижение точности оценки величины ?. согласно выражению (2) заключается в зависимости коэффициента а — а от напряО 5 женин Ч,, Для исключения влияния нестабиль.

55 ности источника питания напряжение

Чп с выхода диагонали питания тенэопреобразователя подается на вторые входы делителей 3 и 4, на первые входы которых поступают сигналы Ч и Ч, 4" с выходов вычитателей 1 и 2. Сигналы с выходов делителей 3 и 4, равные

V,(к) = — — = f,(I.,т) Vl

l1 (к) =- — = f (I.т) Ч2

fl т.е, не зависящие от V, поступают и в блоки 5-10 для дальнейшей обработки, которые реализует выражение = (lb,(» V (» i - ь, +

+,(,(» Cü, ° ь, (p (»)(0 (+ b,g (к) + b,g (к)

2 5 (3) Выражение (3) реализуется с помощью блоков 5-10 аналогично прототипу с той лишь раз чцей, что коэффициенты Ь(, - b< не зависят от напряжения питания V .

Сигнал Q<(R), снимаемый с выхода делителя 3, подается одновременно на входы усилителей 5 и 6 с фиксированным смещением и масштабного квадратора 7. На выходе усилителя 5 формируется сигнал, равный b + b, Q (R). о который подается на один иэ входов сугЬ!атора 10, На другой зход сумматора 10 поступает сигнал, равный

b4 у (К), с выхода масштабного квад2 рпторп 7, Сигнал с выхода усилителя

6, равный Ь + b, Q,(R), подается на один из входов умножптеля 8, на другой вход которого и на вход масштабного квадратора 9 подается сигнал

1((к) с выхода делителя 4.

Сигнал с выхода умножителя 8, равный (Ь1 + b )Q,(R)jI P<(R), подается на третий вход сумматора 10, на четвертый вход которого поступает выходной сигнал масштабного квадратора 9, равный L согласно уравнению (3). На входе сумматора 10 формируется сигнал, равный по величине измеряемой механической нагрузке согласно уравнению (3). Усилитель 11 усиливает выходной сигнал сумматора 10 до величины, удобной для регистрации сигнала.

Таким образом, ввод двух вычитате. лей и двух делителей между выходами двухмостового тенэопреобразователя и блоком дальнейшей обработки с подключением на вторые входы делителей

1657981 диагонали литани!я тензопреобр".çàllëтеля позволяет исключить влия!Пие нестабильности источника питания на входные сигналы блока обработки и тем самым повысить точность оценки полезной нагрузки.

Составитель H.ËàíüKîâ

Редактор T.Иванова Техред М,МОргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2430 Тираж 358 Подписное

ВЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Ф о р м ул а и з о 6 р е т е и и я

Тензометрическое устройство, содержащее двухмостовой -,åíçoïpåîáðàзователь, первый и второй усилители, выходь! которых подключены соответственно к первому входу сумматора и к первому входу умножения, выход которо"n соединен с вторым входом сумматора, третий и четвертый входы которого соед!Ьнены соответствеиНо с выходами первого и второг:) масштабных квадратов, а вь.ход сумматора по II:лю Il fI вхо!!у третье О p <;Ilillтеля О т:! ll:: а ю lli i е с я тс м

ЧТО С ЦС.ПЬЮ НРВЬШ!СНИЯ ТОЧНОСТИ II 1— мереllllé в него ввеле!н! Пва пычита-:еля и два делителя, причем выходы первой и второй мостовьгх схем тензопреобразователем соединены соо ветственно с входами первого II вт;— рого БычитатРЛРй Выходы KQT0plix подключены к первым входам перьогс и второго делителей, вторые зходы которь!х соединены с диагональю питания тепэопреобразователя, выход первого делителя подк;почен к входам первого масштабного квадратор;; и первому и второму ус!шителям., выход второго делителя соед!шен с входом второго масштабного квадратора и вторым входаи умножителя.