Тензодатчик с температурной компенсацией

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности температурной компенсации и временной стабильности устройства Источник 1 стабилизированного напряжения осуществляет питание термомоста 4 и через термозависимый резистор 2 - питание тензомоста 3 Термозависимый резистор 2 служит для температурной компенсации изменения диапазона тензомоста. Сигнал поступает на вход усилителя 5 Разбаланс термомоста 4 поступает через усилитель 7 на вход смещения усилителя 5, чем компенсирует температурный уход нуля усилителя . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 1 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11+ Rn

К1= п10 (21) 4645028/10 (22) 01.02.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Специальное конструкторское бюро средств автоматизации Ивано-Франковского производственного .объединения "Промприбор" (72) С.Я. Зевелев и И.M. Коляджин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1087786, кл. G 01 1 1/22, 1983.

Фолкенбери Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС. M.: Мир, 1985, рис. 11.25, с. 392, 574. (54) ТЕНЗОДАТЧИК С ТЕМПЕРАТУРНОЙ

КОМПЕНСАЦИЕЙ

Предлагаемое изобретение относится к силоизмерительной технике или технике измерения давления.

Целью изобретения является повышение точности температурной компенсации и временной стабильности устройства.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит источник 1 стабилизированного напряжения, термоэависи- . мый резистор 2, тензомост 3, образованный резисторами R1...R4, термомост 4, образованный резисторами RS»R9, измерительный усилитель 5, блок перемычек 6, усилитель 7.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 стабилизированного напряжения осуществляет питание термомоста 4, а через термозависимый резистор 2 — пита„„ ЫÄÄ 1675696 А1 (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности температурной компенсации и временной стабильности устройства. Источник 1 стабилизированного напряжения осуществляет питание термомоста 4 и через термоэависимый резистор 2 — питание тенэомоста 3, Термозависимый резистор 2 служит для температурной компенсации изменения диапазона тензомоста. Сигнал поступает на вход усилителя 5, Разбаланс термомоста 4 поступает через усилитель 7 на вход смещения усилителя 5, чем компенсирует температурный уход нуля усилителя. 1 ил. ние тензомоста 3. Термозависимый резистор 2 (R5) служит для температурной компенсации изменения диапазона тензомоста, Значение резистора R5 зависит от температурных изменений упругих свойств чувствительного элемента и сопротивления тензомоста. Выбирается значение резистора экспериментальным путем для каждого типа датчиков. Например, для чувствительного элемента иэ стали 40ХНМ2А и входного сопротивления тензомоста 400 Ом

R5 = 30й1 Ом. Разбаланс тензомоста поступает на входы измерительного усилителя

5, коэффициент которого определяется выражением где К1 — коэффициент усиления измерительного усилителя;

1675696

R10„,R12 — значения сопротивления резисторов R10...R12.

Выходным сигналом датчика является сигнал напряжения (0-10)В.

Разбаланс термомоста поступает на входы усилителя 7, выходное напряжение которого определяется выражением

0 ="- Q(t-20), где Kz — коэффициент пропорциональности, В/ОС;

t — температура окружающей среды.

Выходной сигнал усилителя 7, пропорциональный отклонению температуры от

20 С, поступает на вход смещения измерительного усилителя 5, Значения резисторов

R13, R14, R15 и R16 равны между собой при этом напряжение на выходе усилителя 5 определяется выражением

Овых=A U K) Kg(t-20), где Л0 — разбаланс тенэомоста.

Компенсация температурного ухода нуля датчика осуществляется следующим образом.

При температуре 20 С регулировкой нуля усилителей 5 и 7 устанавливается нулевой сигнал на выходе датчика. После чего датчик нагревается и, в случае увеличения напряжения выходного сигнала датчика, входы усилителя 7 с помощью перемычек 6 подключаются к термомосту 4 по основной схеме включения. В случае уменьшения напряжения выходного си нала датчика входы усилителя 7 путем перепайки перемычек 6 подключаются к противоположным точкам термомоста. При этом вместо резисторов

R19 и R20 в устройстве установлены магазиныы сопротивления, причем с их помощью устанавливается минимальное значение IKGэффициента усилителя 7. Уровень температурной компенсации подбирается путем регулирования коэффициента усилителя 7 с помощью магазинов сопротивления таким образом, чтобы значение выходного напряжения датчика при повышенной температуре возвратилось в исходное состояние, то есть к нулю. Коэффициент усиления усилителя 7 определяется отношением R19/R20, причем R17/R18, R19=R20. Значения резисторов R19 и R20 выбираются из ряда Е192 (ГОСТ 10318-74), причем наиболее близкими к значениям, полученным на магазинах со5 противления, В зависимости от положения перемычек 6 выходной сигнал датчика определяется выражениями

Овцх=A U К1-K2(t-20) или Овых= hD K1+Kz(t-20), 10 что позволяет обеспечить нужное направление компенсации.

Схема тензодатчика не содержит внутри тензомоста дополнительные резисторы, что позволяет существенно сократить число

15 точек пайки с 10 до 4 точек. Вследствие этого снижается влияние старения точек пайки и повышается временная стабильность тензодатчика. Кроме того, предлагаемое техническое решение по сравнению с

20 прототипом позволяет повысить точность температурной компенсации нуля и уменьшить дополнительную температурную погрешность.

25 Формула изобретения

Тензодатчик с температурной компенсацией, содержащий последовательно соединенные источник стабилизированного

30 напряжения, термозависимый резистор и тенэомост, измерительный усилитель, входы которого подключены к соответствующим точкам диагонали моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

35 точности температурной компенсации и временной стабильности тензодатчика, в устройство введены термомост со вторым термозааисимым резистором, включенным в одно иэ плечей, блок перемычек и усили40 тель раэбаланса термомоста, входы которого через блок перемычек подключены к соответствующим точкам диагонали термомоста, выход усилителя разбаланса термомоста подключен к входу смещения

45 измерительного усилителя, а вход термомоста соединен с выходом источника стабилизированного напряжения, 1675696

Составитель Н, Ланьков

Редактор Г. Наджарян Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Заказ 2994 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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