Цифровой тензометрический мост

 

onисАH@a

1ч ЗОБРЕТЕ Н Ч Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительно к авт. саид-ву

ОЦ 669957 з (63) М. Км..+0k.R i7/ЪО (22) Заявлено 08.04.76(й) 2344426/21 с присоединением заявки 4Гааударатаанный намнтат

Савата Мнннетрав СССР

IIo делам нзеератений и атнрытнй (4З). публнновапо2 е08в77 бюллет© > > 81 (23) Приоритет(45) Дата опубликоаасии описания 12.09.77 (72) Автор: изобретении

Л. С, Заславский . (64). ЦИФРОВОЙ ТБНЗСМЯТРИЧЕСКИЙ "

МОСТ

Ф

6 его состав входят следующые основньта узлы: мостовая намернтельйая схема, образо . ьанная тенэ0реэнстором . постояннымн н раэ ныМи по hyiohmie резнсторамн, делителем. напраиейця (выбйраемого в завйснмостн отномивального:эиачецня тенэореэыстора) н мат азином проводимеотей, коммутапиониое устройство, нуль-орган, блок тправления и вычнслительный блок.

Основным:недостатком етого устройства. является налйчне погрешности нзмерьния относительного иж4енеиия сопротивления тензорезйсторои под воздействием внешннх факторов . и от неидеальцости настройки уст ройства.

Целью изобретения является повышенне точности ьзмерення относительного намеке» ння сопротивления тепзореэисторов-и упро шение настройкй.

Зр> достигается тем, что s цифровой тен» эометрнческий мост, обраэоватцтый тенэорезистором, включейным в одно нэ йлеч моо- та, постоянными н равными по велнчине ре зисторамн, включеннымн в другое плечо, плечом сравнения с магазином проводимоо1

Изобретение. вгносйтся к електронзмер и.". тельной технике, а именно к цифровым АЖ зометрнческим. мостам, . раоота1оФим Э Сцо таве информаттионщах измерительных спотк, . " н может бчть нспольэовано @Ля"измерения . я деформаций с помошью. тенэореэисторов.

Известны схемы. цифровых: мостов, содеял лкащие мостовую. измерительную схему.с тензореэистором в одном нэ плеч; магазин проводимостей, включенный в другое плечо -!:.;:jy мостовой схемы, нуль орган, устройство:: управления уравновешиваннем мостовой сх@"., мы ф).

Недостатком...таких устройств является наличие значительной погрешностн измере» @ ния, обусловленной отличием реальной фунта» пни ттреобразования от ее номинального зна чения, что вызвано изменаатием параметров элементов магаэнна проводимостей: н мостом вой измернтельной схемы in влняния .внеш» йа них факторов и временного дрейфа,. а та а нендеальностью настройки таких устройств..

Известно. также устройство, уменьшаюы;ее влияния внешних факторов, наприме » темпе ратуры, на результат измерения f2). Щ (я) .уЩ< ьаа.787.91 З:

;681.2.083,8 . (088.8) 560957

4 му напряжения - резистора 12. При этом ключи ь 6, 7, Я, 14, 15 замкнуты, а ключ 16 ра замкнут. Код отсчета N во втором цикле будет равен, ° —, Л 1

С

Д 41 4

Я о

4 о

И

4 и

3 С

N, "(— „— 3) 60

3 тей и делителем напряжения,еа также ко татор и последовательно соединенные нул орган, блок управления и вычислительный блок, введены три ключа, первый иэ которых подключен между одним из резисторов дели- 6 тела напряжения и диагональю моста, которая связана с магазином проводимостей, второй ключ подключен параллельно другому резистору делителя напряжения, а третий ключ - между средней точкой дел.леля напряжения и диагональю моста, которая связана с тенэорезисторрм.

На чертеже показана структурная электрическая схема цифрового теиэометричес кого моста. !Ь

Предлагаемое устройство содержит мостовую измерительную схему, обраэованьую тенэорезистором 1, постоянными и равными по величине резисторами 2, 3, плечом сравнения с магазином проводимостей 4, коммутатор 5, подключающий тенэорезистор в мос товую схему при помощи. ключей 6, 7, 8, иульоргаи О, блок управления 10, вычислительный блок 11, делитель напряжения с коэффициентом деления К, состоящий из рэ- 26

1 зисторов 12 и 13, причем Я К.Я к яочи 14, 15, 1 6 для подклк чения делителя в мостовую схему. Включение тензорезистора осушествляется по трехпроводиой схеме с целью устранения влияпия сопротив- о леиия проводов линии связи на результат измерения. Преобразование сопротивления теиэорезистор в кодовый эквивалент основано на принципе поразрядного уравиовешива ния мостовой схемы. Процесс . измерения вс- 6 личины относительного изменении сопротивления тзизореэистора состоит из четырех пиклов, В первом цикле происходит измерение начального значения сопротивления теизо- 4О рези"гора (при отсутствии деформации).

При этом ключи 6, 7, 8, подклочаюшие тензореэистор в мостовую схему, замкнуты, а ключи 14, 15 и 16, подкльчаь шие делитель напряжения, разомкнуты. Код отсче- 46 та И, соответствующий сопротивлению тензореэистора R равен

Д г где !О - минимальное значение проводимое ти магазина проводимостей (при разомкнутых ключах), С «иена деления шкалы магазина при- 66 води..1остей.

Во втором цикле осуществляется измере- . ние начального значения сопротивления теизореэистора при подключений параллельно магазину проводимостей 4 плеча дегителя

4 4 (2) где R. - сопротивление резистора 12. а

В третьем цикле измеряется конечное значение сопротивления теизореэистора (при наличии деформации).

При этом ключи 6, 7, 8 замкнуты, а иаочи 14, 15, 16 разомкнуты, Код ln счета И, соответствуюший сопротивле-г нию тензорезистора R „ равен к

B четвертом цикле осуществляется измерение величины сопротивления плеча де» лителя напряжения - резистора 13.

При этом ключ 16 замкнут, остальные ключи разомкнуты Код отсчета " 4 в четвертом цикле будет равен

Значения К и Я следует выбирать так, чтобы значения кодов, отсчетов hl н Й находились внутри дйапазоиа иэмег ения цифрового тензометрического моста.

После окончания четвертого цикла измерения вычислительное устройство 5 производит вычисление значения относительного изменения сопротивления тензорезистора, используя отсчеты, полученные в четырех циклах измерения.

Значение измеряемого параметра не зависит от значений коэф ициентоа функции преобразования цифрового тенэоме.рического моста.

По. решность измерения, зависит

„R только от стабильности коэффициента деления делителя напряжения и не зависит ни от величины, ии от стабильности сопротив» лений плеч делителя (необходима лишь крат ковременная стабильность в течение одного измерения).

В предлагаемом устройстве могут быть значительно снижены требования к настройке по сравнению с его прототипом, так как ь данном случае иет необходимости обеспечивать тэчиьк значения параметров плеча сравнения, поскольку оии ие входят в функцию преобразования устройства.

569957

Составитель К. Шитиков

Редактор Н. Козлова Техред Э, фанта Корректор С. Патрушева

Заказ 3284/37 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, t. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 формула изобретения

Цифровой тензометрйческий мост, баадер жаший мост, образованный тензорезистором, включенным s оDд но и з п л еeч мMо с та, постоянными и равными по величине резисторами, включенными в другое плечо, плечом срав пения с магазином проводимостей и делителем напряжений, а также коммутатор. и пос ледовательно соединенные нуль-орган, блок управления и вычислительный блок, о т л и ч а ю шийся тем, что, с пелью повышения точности измерения относительного иэ менения сопротивления тензореэисторов и упрощения настройки, в него введены три )5 ключа, первый иэ которых подключен между одним из резисторов делителя напряжения и диагональю моста, которая связана с магазином проводимостей, второй ключ под ключен параллельно другому резистору делителя напряжения, а третий кЛвч - между средней точкой делителя напряжения и диагональю моста, которая связана с тензоре зистором. Источники информапии, принятые во вни мание при экспертизе:

1. Беклемишев А. Н., Тенэометрические мосты с дискретным уравновешиванием. Труды ЦАГИ, вып. 1289, 1971 r.

2, Авторское свидетельство СССР

М 406167, кл. G 01 Q 17/06, 09.02.72 г,