Тензометрический усилитель

 

О П И С Л Н И И 400973

И-ЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 11.Х.1971 (№ 1704548 26-9) М.Кл. Н 03f 3/34 с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 01.Х.1973. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 1.IV.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.375.024(088.8) Авторы изобретения

В. А. Миклашевич и К. Г. Скачко

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

Заявитель (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в многоканальной теизометри ческой аппаратуре для усиления слабых сигналов.

Известен тензометрический усилитель, содержащий тензометрический мост, к измерительной диагонали которого подключены последовательно соединенные диффвренциальный усилитель и симметричный эмиттерный повторитель.

Целью изобретения является повышение стабильности рабочей точки усилителя.

Указанная цель достигается тем, что эмиттерный по вторитель и,питающая диагональ тензометрического моста соединены последовательно по постоянному току.

Схема тензометричеокого усилителя представлена на чертеже.

Усилитель состоит пз трех каскадов на рез и сторах. Два первых параллельно-балансиых каскада на транзисторах 1 — 4 типа п-р-и (или р-п-р) включены по схеме с общим эмиттером, третий (выходной) каскад представляет собой симметричный эмиттериый повторитель,на составных транзисторах проли воположной проводимости, где транзисторы 5 и 6 типа р-и-р (или п-р-n), а транзисторы 7 и 8 типа и-р-и (или р-и-р). Переменная составляющая выходного тока снимается с резисторов 9 п 10. Роль коллекториых нагрузок транзисторов первого и второго каскадов выполняют соответспвенно,резисторы 11 и 12, 18 и 14, и общих резисторов этих каскадов — резисторы 15 и 16. Напряжение

5 питания коллекторных цепей первого и базовых цепей второго параллельно-балансного каскадов стабилизировано с помощью стабилитрона 17 и резистора 18. Постоянная составляющая тока транзисторов третьего,ка1о скада подается в питающую диагональ 19, 20 измерительного моста на тензорезисторах

21 — 24. К выходной диагонали 25, 26 этого же моста подключены базы транзисторов 1 и 2, т. е. каждая пара тензорезисторов 21, 28

1; и 22, 24 заменяет цепь смещения транзисторов первого параллельно-балансного каскада.

Следовательно, усилитель постоянного тока и тензометрическ|ш мост составляют самостоятельный усилительньш канал, в котором тоg0 костабилизпрующая отрицательная обратная связь (ООС) жестко поддерживает режим работы всех каскадов по постоянному току.

Стабилизация режима работы каскадов усилителя осуществляется следующим обра25 зом. Предположим, что коллекторные токи транзисторов 1 и 2 первого каскада в одинаковой мере возрастают относительно своих установившихся значений; увеличение падений на пряжений на коллекторlIых Hànðóçзо ках — резисторах 11 и 12 приводит к умень400973

3 шению токов баз транзисторов 8 и 4, а это, в свою очередь, вызывает уменьшение коллекторных токов и падений напряжений ня нагрузках — резисторах 18 и 14, второго нчраллельно-балансного каскада. 11ызвя нное уменьшеш|е базовых и коллекторных токов транзисторов 5 и 6, а также суммарноеo эми1терного тока транзисторов 7 и 8 обусловливает снижение падений напри;кении на парных тензорезисторах 21, 22 и 28, 24. Последнее обстоятельство приводит к уменьшешно токов баз, а следовательно, и коллекторных токов транзисторов 1 и 2 с тем, чтобы вернуть схему примерно к пер вонячяльному состояншо.

П р и ком плектовангги многоканальной аппаратуры все усилительные каналы питаются от одного источника, без разделения цепей питания и не влияют друг на друга, так как потребляемый каждым каналом ток ве изменяется во в ремени.

Схема рассчитана так, что возможное,в условиях эксплуатации,короткое замыкание (К. 3.) питающей диагонали 19, 20 моста не вызывает теплового пробоя транзисторов, а после устранения К. 3. HolpMBJlbHblH ре ким работы в каскадах усилителя устанавливается автомати|чески.

Усиление переменной составляющей сигнала осуществляется следующим образом.

Симметричный сигнал с выходной диагонали 25, 25 тензометрического моста подается в противофазе на базы транзисторов первого параллельно-балансного каскада и вызывает увеличение тока эмиттера одного из транзисторов (например, 1) и уменьшение другого (например, 2). В этом случае потенциал общей тачки эмиттеров транзисторов 1 и 2, я та кже и ток в резисторе 15 остаются неизменными. По этой же причине токи в резисторе 15 и питающей диагонали 19, 20 тензометрического моста также остаются неизменными. Поскольку схема канала симметрична, то удобно рассмопреть работу только одной поло.вины.

11редположим, что положительный сигнал с выхода тензорсзисторов 21 и 22 поступает ня базу транзистора 1 и вызывает увеличение тока его базы и .коллектора. Увеличение падения наиряж ния на коллекторной нагруз ке —,резисторе 11 первого каскада уменьшае ток базы il коллектора транзистора 8 второго каскада, а это, в свою очередь, уменьшает токи баз и коллекторов транзисторов 5 и 7 !

О третьего каскада и снижает падение напряжения на резисторе 9.

Аналогичным образом работает и вторая половина схемы канала, только с той лишь разницей, что отрицательный сигнал тензоре15 зисторои 22 и 24, поданный на базу транзистора 2 и усиленный всеми транзисторами (2, 4, 6 и 8) этой IIQJIQBHHbl, вызывает увеличение падения напряжения на резисторе 10.

Поскольку сигнал рассогласования выход20 ной диагонали 25, 2б моста усиливается всеми тремя каскадами, То выходной cHDIIBJI, спнмаемый с резисторов 9 и 10, пропорционален коэффициенту усиления этих каскадов.

Для снижения выходного сопротивления в усилителя, а также для улучшения линейности характеристики и стабильности работы канала в целом в выходном каскаде применены составные транзисторы противоположной проводимости.

Предмет изобретения з Тензометрический усилитель, содержащий тензометричсокий,мост, к измерительной диагонали которого подключены последовательНо соединенные дифференциальный усилитель и симметричный эмиттерный повторитель, от4Q .гшчающийся тем, что, с целью по вышеHèÿ стабильности рабочей точки усилителя, симметрпчньш эмиттерный повторитель и питающая диагональ тензометрического моста соединены последовательно по постоянному то45 к1.

400973

Составитель Э. Гилинская

Редактор Т. Ларина Техред Т. Курилко Корректор В. Брыксина

Заказ 7160 Изд. № 1981 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография