Устройство для преобразования деформации упругого чувствительного элемента в токовый выходной сигнал

 

Союз Советских

Социалистических

Респубвии

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„765646

Ф с. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.78 (21) 2703032/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) М. Кл.

G 01 В 7/18

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень № 35 (53) УДК 531.781.2 (088.8) ае таам нэебретаннй н отхрмтнй

Дата опубликования описания 28.09.80

В. К. Суходолец, Н. А. Поваляев, В. П. Кузнецов, „ и В. И. Евдокимов (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического. приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОвгАЛОБАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ

УПРУГОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

В ТОКОВЫЙ 8hlXOJIHOA СИГНАЛ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в датчиках теплоэнергетических параметров с унифицированным выходным сигналом.

Известно устройство для преобразования деформации упругого элемента датчика давления в токовый выходной сигнал, содержащее тензорезнстор, два терморезистора, два стабилизатора тока, усилитель постоянного тока, стабилизатор напряжения и блок отрицательной обратной связи 11).

Недостаток данного устройства †. невысокая точность, обусловленная малым уровнем выходного сигнала тензосхемы (один активный тензорезистор), отсутствием схемы компенсации нелинейности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройствс для преобразования деформации упругого чувствительного элемента в токовый выходной сигнал, содержащее располагаемый на упругом элементе тензометрический мост, стабилизатор напряжения, первый выход которого соединен с одной вершиной диагонали питания моста, стабилизатор тока, соединенный с другой вершиной диагонали питания моста, усилитель, вход которого соединен с измерительной диагональю моста, а выход — со входом стабилизатора напряжения и выходной шиной устроиства, цепочку из последовательно соединенных термозависимого и термостабильного резисторов, блок обратной связи и элемент компенсации температурного ухода начального уровня сигнала, включенные в плечи моста 12).

Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная тем, что в данном измерителе элементы компенсации

10 ухода начального уровня сигнала и обратной связи включаются в плечи тензомоста, совмещенная схема температурной компенсации не позволяет производить раздельно компенсацию чувствительности и компенсацию ухода нуля, а коррекция нелинейности выходного сигнала тензосхемы, необходимость которой обуславливается нелинейностью характеристик реальных упругих чувствительных элементов, в частности мембран, вообще отсутствует.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что устройство снабжено элементом коррекции нелинейности тракта, крайние точки цепи из термостабиль765616 последовательно и включенные в измеритель-2S ную диагональ моста 1, блок 7 обратной свядругой — со вторым выходом стабилизатора 2 напряжения, элемент 8 компенсации

36 температурного ухода начального уровня сигнала, включенный между средней точкой ного и термозависимого резисторов включены в измерительную диагональ моста, элемент компенсации температурного ухода начального уровня сигнала включен между средней точкой этой цепи и первым выходом стабилизатора напряжения, вход блока обратной связи соединен с общей шиной устройства, первый выход этого блока — — со средней точкой цепи резисторов, а второй выход — со вторым выходом стабилизатора напряжения, а элемент коррекции включен между вторым выходом блока обратной связи и выходом усилителя.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для преобразования деформации упругого чувствительного элемента в токовый выходной сигнал содержит тензометрический мост 1 из тензорезисторов любого типа, закрепленных на упругом элементе (на чертеже не показан), с-абилизатор 2 напряжения, соединенный одним выходом с вершиной диагонали питания моста

1, стабилизатор 3 тока, соединенный с другой вершиной той же диагонали, усилитель 4, включенный в измерительную диагональ моста 1, термозависимый резистор 5 и термостабильный резистор 6, соединенные зи, один из выходов которого соединен со средней точкой цепи резисторов 5 и, 6, а цепи резисторов 5 и 6 и первым выходом стабилизатора 2 напряжения, и элемент 9 коррекции нелинейности тракта, включенный между вторым выходом блока 7 обратной связи и выходом усилителя 4. Выходные шиnû I0 ll устройства соединены соответственно со входом стабилизатора 2 напряжения и входом блока 7 обратной связи.

II1nна 1l является общей для всей системы и может быть заземлена.

Устройсз во работает следующим образомм.

При отсутствии деформации на выходе тензометрического моста I сигнал равен нулю, так как мост 1 сбалансирован выбором величин элементов блока 7 обратной связи, резисторами 5 и 6 и элементом 8. По шинам 10 и 11 устройства протекает ток, равный начальному току. потребления электронной схемы. Под действием деформации на выходе моста 1 появляется сигнал, который ус ил и вается усилителем. 4. В выходной цепи усилителя 4 и на первом выходе блока

7 обратной связи появляются токи, пропорциональные деформации упругого чувствительного элемента. Ток на выходе усилителя является мерой измеряемого параметра.

При изменении температуры окружающей среды изменяется величина тевмозавиS

16 и

4 симого резистора 5, тем самым изменяется токораспределение в цепи резисторов 5 и

6, что приводит к изменению коэффициента передачи усилителя 4. Это изменение по своей величине равно, а по направлению обратно изменению чувствительности тензометрического моста. Таким образом осуществляется компенсация температурного изменения чувствительности моста I. Компенсация температурного ухода начального уровня сигнала происходит за счет элемента 8, параметры которого выбирают таким образом, чтобы токораспределение в тензорезисторах моста I было направлено встречно изменению начального уровня сигнала тензомоста при изменении температуры. Нелинейность тракта корректируется путем управления нелинейностью устройства при включении элемента 9 последовательно со стабилизатором 3 тока и последовательно с выходом чсилителя 4.

При использовании предлагаемого устройства взамен ранее выпущенных преобразователей к датчикам aaâëåínn, расхода газа, усилия, перемещения и т.п, в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов в химической, нефтехимической, газовой, теплоэнергетической и других отраслях народного хозяйства может быпгь достигнут существенный экономический эффект за счет повышения точности регулирования параметров контролируемых объектов.

Формула изобретения

Устройство для преобразования деформации упругого чувствительного элемента в токовый выходной сигнал, содержащее рас- полагаемый на упругом элементе тензометрический мост, стабилизатор напряжения, первый выход котОрого соединен с одной вершиной диагонали питания моста, стабилизатор тока, соединенный с другой вершиной диагонали питания моста, усилитель, вход которого соединен с измерительной апагональю моста, а выход — — со входом стабилизатора напряжения и выходной шиной устройства, цепочку из последовательно соединенных термозависимого и. термостабильного резисторов, блок обратной связи и элемент компенсации температурного ухода начального уровня сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено элементом коррекции нелинейности тракта, крайние точки цепи из термостабильного и термозависимого резисторов включены в измерительную диагональ моста, элемент компенсации температурного ухода начального уровня сигнала включен между средней точкой этой цепи и первым выходом стабилизатора напряжения, вход блока обратной связи соединен с общей шиной устройства, первый выход

765h Ifi

Составитель H. Тимошенко

Рели л (ар М. Kf ))åì(ø Техред К. Шуфрнч Корректор l1 I ри(ирак нк;.) ()!) (6, I 5 Тираж 80I Г!одн ()с и < е

ВгГИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений н открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., a. 4)5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, v)). Проектная, 4

) ) о(о Гъ;1()к;(с() с1я IHC É 1 оч к()Й цепи н(с«>I)())), а второй выход со вторым

x()iI()M (табилизатора напряжения, а мент коррекции включен между вторым ходом блока обратноЙ связи и выходом лителя.

peBhlэлевыусиИсточники информации, принятые B() внимание при экспертизе

1. 11ат(нт СП1А № 364Г>815, кл. 73/398

1972.

2. Авторское свидетельство СССP № 430277, кл. (i 01 В 7/18 1971 (прототип).