Частотный преобразователь для тензодатчиков
0ою Соеетбкнк
0пцнплнотнчеокнк
Республик
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781.2:
: 539.3 (088.8) Опубликовано 15.09,77. Бюллетень Ко 34
Дата опубликования описания 21.09.77 (72) Авторы изобретения
В. В. Метальников, В. Д. Михотин, Е. А. Мокров, Э. К. Шахов и А. В. Акимов (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ТЕНЗОДАТЧИКОВ
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к конструкции частотных преобразователей для тензодатчиков.
Известен частотный преобразователь для тензодатчиков, в котором мост питается от источника тока или напряжения, а сигнал с измерительной диагонали моста преобразуется в частоту одним из известных способов (1).
Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изооретению является частотный преобразователь для тензодатчиков, содержащий источник напряжения, тензомост, последовательно включенные в его измерительную диагональ дифференциальный усилитель постоянного тока, интегратор и блок сравнения (21.
Однако и этот преобразователь не может обеспечить высокую точность преобразования, так как не всегда удается удовлетворить жесткие требования к стабильности параметров интегратора, дифференциального усилителя постоянного тока и блока сравнения.
Цель изобретения — повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается за счет того, что описываемый преобразователь снабжен источником тока пропорционального напряжению питания тензомоста, ключом, одновибратором и модулятором, входы которого соединены с измерптсльной диагональю тензомоста, а выходы — с соответствующими входами дифференциального успли5 теля, выход блока сравнения подключен куправляющему входу модулятора и через одновибратор — к управляющему входу ключа, который соединяет одну пз вершин измерительной диагонали тснзомоста с источником
10 тока.
На чертеже изображена структурная схема описываемого преобразователя.
Частотный преобразователь для тепзодат15 чиков содержит источник 1 напряжения, тецзомост 2, последовательно включенные в его измерительную диагональ дифференциальный усилитель 3 постоянного тока, интегратор 4 и блок 5 сравнения, а также источник 6 тока, 20 пропорционального напряжению питания тензомоста, ключ 7, одновибратор 8 и модулятор
9, входы которого соединены с измерительной диагональю тензомоста, а выходы — с соотвстствуютцими входами дифференциального
25 усилителя 3 постоянного тока. Выход блока 5 сравнения подключен к управляющему входу модулятора 9 и через одновибратор 8- — к управ.-.яющему входу ключа 7, который соединяст одцу из вершин диагонали моста с источ30 ником 1 тока.
572644
Преобразователь работает следующим образом.
В установившемся режиме работы с выхода блока 5 сравнения равномерно поступают импульсы на вход одновибратора 8 и на уп- 5 равляющий вход модулятора 9. При этом в начале каждого периода следования импульсов выходной частоты запускается одновибратор 8 и на интервал времени, равный 4, подключает к измерительной диагонали тензомо- 10 ста 2 посредством ключа 7 источник 6 тока, пропорционального напря>кению питания тензомоста. На выходе тензомоста 2 в течение интервала времени to будет напряжение — Å Ьй
U, = — Q. I, R где Š— напряжение питания тснзомоста, R — номинальное значение сопротивлений тензорезисторов, 20
I — ток источника тока, ЬК вЂ” разбаланс моста.
Напряжение U через модулятор 9 и дифференциальный усилитель 3 подается на ин- 25 тегратор 4, на выходе которого появляется линейно нарастаюшее напряжение. По окончании рассматриваемого интервала времени это напря>кение U будет равно: где;
К вЂ” коэффициент усиления дифференциального усилителя постоянного тока, 35 т — постоянная времени интегратора.
После окончания действия одновибратора 8 напряжение на выходе интегратора 4 будет уменьшаться, так как напряжение на измерительной диагонали моста 2 изменит знак, и в 40 момент, когда оно достигнет нуля, срабатывает блок 5 сравнения. В это же время заканчивается формирование периода импульсов выходной частоты. При этом будет справедливо равенство: 45
У, („К, BAR (Т )
1 где Т= период следования импульсов
Увых 50 выходной частоты.
Приравнивая значения U> и U и производя простейшие преобразования, получают:
1 hR (вых — ° где:
nz — коэффициент пропорциональности между током источника тока и напряжением питания тензомоста.
Следующий полупериод работы преобразователя аналогичен рассмотренному, с той лишь разницей, что напряжение на выходе интегратора 4 будет иметь обратную полярность. Как следует из выражения для точность преобразования частотного преобразователя для тензодатчиков повышается вследствие того, что модулятор 9, дифференциальный усилитель 3 постоянного тока и интегратор 4 преобразуют как образцовый, так и измеряемый сигнал, и к стабильности параметров указанных блоков не предъявляется жестких требований.
Формула изобретения
Частотный преобразователь для тензодатчиков, содер>кащий источник напряжения, тензомост, последовательно включенные в его измерительную диагональ дифференциальный усилитель постоянного тока, интегратор и блок сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, он снабжен источником тока пропорционального напряжению питания тензомоста, ключом, одновибратором и модулятором, входы которого соединены с измерительной диагональю тензомоста, а выходы — с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход блока сравнения подключен к управляющему входу модулятора и через одновибратор — к управляющему входу ключа, который соединяет одну из вершин измерительной диагонали тензомоста с источником тока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство ГДР Ко 79165, кл. 42U 11/52, 1969.
2. Мартяшин А. И., Шахов Э, К., Шлендин В, iM. Преобразователи электрическихпараметров для систем контроля и измерения, 1976, стр. 287.
572644
Составитель О. Строганов
Техред М. Семенов
Корректор А, Степанова
Редактор Н. Коган
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1941/9 Изд. Ко 729 Тираж 907
HHO Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
