Измерительный мост

 

Изобретение используется для создания датчиков физических величин, в частности датчиков давлений, силы, деформаций. В измерительном мосте, содержащем в каждом плече по два полуплеча из последовательно соединенных тензорезисторов и резисторы, соединяющие смежные полуплечи, определяющие питающую диагональ, дополнительно соединены резисторами смежные полуплечи, определяющие измерительную диагональ. Технический результат: повышение температурной стабильности начального разбаланса. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании датчиков физических величин, в частности датчиков давлений, силы, деформаций.

Известен измерительный мост, содержащий в каждом плече по тензорезистору (мост Уитстона), питающую и измерительную диагонали [1, 2].

Известна измерительная схема, содержащая в каждом плече два полуплеча, в которых тензорезисторы соединены последовательно, а смежные полуплечи схемы, определяющие ее питающую диагональ, дополнительно соединены резисторами [3, 4].

Недостатком такой измерительной схемы является температурная нестабильность начального разбаланса в рабочем диапазоне температур.

Общим признаком предлагаемого изобретения и прототипа является применение мостовой измерительной схемы с двумя полуплечами тензорезисторов в каждом плече моста.

Изобретение направлено на повышение температурной стабильности начального разбаланса.

Согласно изобретению в измерительном мосте, содержащем в каждом плече по два полуплеча из последовательно соединенных тензорезисторов, и резисторы, соединяющие смежные полуплечи, определяющие питающую диагональ, дополнительно соединены резисторами смежные полуплечи, определяющие измерительную диагональ.

На чертеже приведен предлагаемый измерительный мост. На чертеже обозначено: R'₁ - R'₄ тензорезисторы, расположенные в первых полуплечах моста и образующие питающую диагональ; R₁ - R₄ - тензорезисторы, расположенные во вторых полуплечах моста и образующие измерительную диагональ; резисторы.

Измерительный мост содержит в каждом плече по крайней мере по два тензорезистора с сопротивлением соответственно R' и R, которые соединены друг с другом последовательно и образуют соответствующие полуплечи моста. В смежных полуплечах тензорезисторы соединены резисторами . Измерительный мост работает следующим образом. Суммарные сопротивления в плечах моста соответственно равны: где K - коэффициент, учитывающий соотношение сопротивлений тензорезисторов R' и R, K = R'/R.

При воздействии температуры окружающей среды изменения сопротивлений резисторов R (T) в каждом плече измерительного моста можно представить выражениями (для упрощения принимаем: где n - коэффициент пропорциональности; k=1.

Изменение величины начального разбаланса измерительного моста от воздействия температуры окружающей среды можно представить как:

где En - величина напряжения питания.

Подставив выражения R₁(T) - R_IV(T) в формулу (1) получим выражение для определения величины начального разбаланса при воздействии температуры окружающей среды:

Анализ выражения (2) показывает, что предложенный измерительный мост по сравнению с прототипом обеспечивает температурную стабильность начального разбаланса более чем в 2 раза.

Источники известности:
1. И. Немец. Практическое применение тензорезисторов. - М.: Энергия, 1970, с. 24-26.

2. Шушкевич В.А. Основы электротензометрии. - Минск, Высшая школа, 1975, с. 32-116.

3. Заявка N 94027651, опубликована 27.05.96 г.

4. Исследование возможности минимизации температурной нестабильности начального разбаланса мостовой схемы - Зеленцов Ю. А. , Старостин В.Н. //Радиотехника. - 1995. - N 10. с. 45-47.

Формула изобретения

Измерительный мост, содержащий в каждом плече по два полуплеча из последовательно соединенных тензорезисторов, причем смежные полуплечи моста, определяющие питающую диагональ, соединены резисторами, отличающийся тем, что в него введены резисторы, соединяющие смежные полуплечи моста, определяющие измерительную диагональ.

РИСУНКИ

Рисунок 1