Цифровой многоточечный тензометрический мост

 

Союз Советских

Социалистических республик 1 691765

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 31,08.77 (21) 2522346/18 21 (51)М. Кл.

G 01 R 17/10 с присоединением заявки РЙ

Гвсударстввинье квквтет

СССР ва делам хэабрвтаихй

II OTKPbITIIN (23) Приоритет (53) УДК 621.317..733(088.8) Опубликовано 15.10.79. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 18. 10.79 (72) Автор изобретения

B. В. Беззубцев (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ

МОСТ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерениях температуры и деформации в комплекте с реэистивными датчиками.

Известен цифровой многоточечный тензометрический мост, содержаший мостовую схему, одно плечо которой образовано резистивными датчиками, поочередно подключаемыми с помощью коммутатора и соединительных проводов, источник питания, нуль-орган, два основных цифровых узла, в состав каждого иэ которых входит регистр, и цифровая проводимость, причем цифровые проводимости включены параллельно двум смежным пассивным плечам (lj.

Недостатком известного устройства является трудоемкость операции учета сопротивления провода и значительная погрешность измерения иэ-за изменения сопротивления соединительных проводов под действием изменяющейся окружающей температуры. Эта погрешность складывается из аддитивной (погрешности нуля), не зависяшей от величины - -, и мульдР типлика тивной (погрешнос т чувствительности), пропорциональной величине

Аддитивная погрешность обусловливается неравенством сопротивлений плеч, в состав которых входят соединительные провода. Ь этом случае изменение сопротивлений проводов вызовет разбаланс моста.

Мультипликативная погрешность появляется вследствие того, что с изменением сопротивления провода, входящего в состав активного .плеча, изменится тенэочувствительность плеча.

Целью изобретения является повышение точности измерения эа счет автоматического учета сопротивления соединительных проводов.

Для этого цифровой многоточечный

r тензометрический мост, содержаший мосто вую схему, одно плечо которой образовано тензореэистором, включаемым в плечо через коммутатор, а три плеча образованы постоянными резисторами, два

691765 основных цифровых узла, каждый из кото- рых содержит регистр, соединенный с циф ровой проводимостью, включенной параллельно постоянному резистору, источник питания, включенный в диагональ питания s мостовой схемы, нуль-орган, один вход которого соединен с одной вершиной измерительной диагонали мостовой схемы, а выход соединен с блоком управления, выход блока управления соединен с вхо- 10 дом регистров цифровых узлов, снабжен переключателем, устройством перезаписи и двумя дополнительными цифровыми узлами, каждый из которых содержит регистр, соединенный с цифровой проводимостью, включенной параллельно цифровой проводимости основных цифровых узлов, вход устройства перезаписи," вклю ченного между регистрами дополнительных цифровых узлов, соединен с выходом блока управления, другой вход нуль-ор гана через переключатель соединен со второй вершиной измерительной диагонали мостовой схемы.

На. чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, Устройство содержит тензорезистор

1 три постоянных резистора 2, 3, 4, Э

30 образующих пассивные плечи моста, иоточник питания 5, нуль-орган 6, соединительные провода 7, 8, 9, коммутатор

10, обеспечивающий поочередный опрос всех измерительных точек, переключатель

13., изменяющий точку подключения входа нуль-органа 6 к вершине моста, два основ ных цифровых узла 12, 13, в состав каж дого из которых входит цифровая проводимость, образованны разряднйми резисторами 14 и ключами 15, управляемыми регистрами 16, два дополйитель» ных цифровых узла 17, 18, каждый иэ которых состоит из цифровой проводимости, образованной разрядными резисторами

19 и ключами 20, и регистров 21, блок управления 22, соедйненнйй с Нуль-ор- " ганом 6, регистрами 16, 21 и устройством перезаписи 23, включенным регистр рами 21. В положении 24 переключателя

11 тензорезистор 1 включен по трехпроводной схеме, а в положении 25 - по двухпроводной.

Устройство работает следующим образом.

Как в режиме установки нуля, так и в режиме измерения, для каждой измерительной точки производится три уравновешивания: два дополнительных и одно основное. Причем первое дополнительное уравновешивание осуществляется при трехпроводном включении тензореэистора, а второе - при двухпроводном.

В режиме установки нуля блок 22 управления устанавливает регистры 16 и 21 в нулевое состояние, а переключа-. тель 11 в положение 24, после чего цифровым узлом 12 производится первое уравновешивание. Затем, не изменяя со< тояния регистра 16 цифрового узла 12, переключатель 11 переводится в положение 25, цифровым узлом 18 производится второе уравновешивание моста.

Код, сформированный регистром 21 цифрового узла 18, делится на два, например, сдвигом его на один двоичный разряд вправо.

Полученный после деления код фиксируется в регистре 21 цифрового узла

18, а также через устройство 23 перезаписи вводится в регистр 21 цифровогс узла 17.

В результате суммарные проводимости включенных разрядов цифровых проводимостей цифровых узлов 17 и 18 будут

psBHbI их величина определяет поправку коэффициента тензочувствительности на сопротивление проводов.

Блок управления сбрасывает в нулевое состояние регистр 16 цифрового узла 12, а переключатель устанавливается в-положение 24. После этого производится третье уравновешивание цифровым узлом 12.

Код, сформированный регистром 16 цифрового узла 12 для данной измерительной точки, выводится в запоминающее устройство.

В режиме измерения алгоритм первых двух уравновешиваний такой же, как и в режиме установки. нуля.

Производится первое уравновешивание, затем второе.

После опера ции деления на "2 и перезаписи в цифровых проводимостях цифровых узлах 17, 18 включаются проводимости, величина которых учитывает иэменение сопротивления проводов.

После этого в регистр 16 цифрового узла 12 вводится код из запоминающего устройства, соответствующей данной измерительной точке, переключатель ll устанавливается в положение 24, и цифровым узлом 1 3 производится третье уравновешивание моста.

691765

Сформированный код регистром 16 пифрового узла 1З является выходной веЬР1 личиной, отражающей величину —.—, где ЬР. — рабочее приращение сопротивле5 ния тензорезистора; Р„- сопротивление тензорезистора.

В заявленном устройстве резко снижаются .требования к номинальным сопротивлениям тензореэисторов и соединительных о проводов, что наряду с улучшением эксплуатационных характеристик, позволяет расширить область применения цифровых многоточечных тензометрических мостов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Цифровой многоточечный тенэометрический мост, содержащий мостовую схему, одно плечо которой образовано тенэорезистором, включаемым в плечо через коммутатор, а три плеча образованы постоянными резисторами, два основных циф- >> ровых узла, каждый из которых содержит регистр, соединенный с цифровой проводимостью, включенной параллельно постоянному резистору, источник питания, включенный в диагональ питания мостовой схемы, нуль-орган, один вход которого соединен с одной вертикальной вершиной измерительной диагонали мостовой схемы, а выход соединен с блоком управления, выход блока управления соединен с входом регистров цифровых узлов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет автоматического учета сопротивления соединительных проводов, снабжен переключателем, устройством перезаписи и двумя дополнительными цифровыми узлами, каждый иэ которых содержит регистр, соединенный с пифровой проводимостью, включенной параллельно цифровой проводимости основных пифровых узлов, вход устройства перезаписи, включенного между регистрами дополнительных цифровых узлов, соединен с выходом блока управления, другой вход нуль-органа через переключатель соединен со второй вершиной измерительной диагонали мостовой схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 420868, кл. G 01 R 17 02, 02 .08.72 .

691765

Составитель И. Бахтина

Редактор Л. Гельфман Техред Л. Алферова Корректор Е. Лука;

Заказ 6207/35 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4