Многоканальный тензопреобразователь

 

5 4-,.те 3. А

Оll È А И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Соеэ Соаетсимк

Социапистичесимк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное.к авт. свид-ву

3 (22) Заявлено 17 11.75(21)2189999/25-28 (5l ) M. Кд.

Q 01 В 7/1 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР до делам езобретеннй и открытий (23) П риоритет (53) УДК 531.787.

° 913(088;8) Опубликовано 23.01.81 Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 30.01.81 (72) Авторы изобретения

А. А. Михеев и Г. И. Нечаев

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАППЪНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕПЪ

Изобретение относится к измеритель- ной технике и предназначено для прео бразования изменениясопротивлениятензорезисторов в изменение напряжения с биполярноимпульсной модуляцией. Оно может быть использовано, например, в систе мах тензоме5 трии, телеметрии, в частности в многоканальных тензостанциях с временным уплотнением каналов.

Известны устройства, в которых осу10 ществляется преобразование изменения сопротивления в биполярно дискретизированный сигнал, содержащие тензорезисторный полумост с источником пи» тания, коммутатор и операционный усилитель (1).

Недостатком этих устройств является температурный уход показаний устройства, что ведет к понижению точности измерения, вызванный тем, что полумост постоянно подключен к источнику.

Известно также устройство, содержа щее полумостовых тензореэисторных схем, двуполярный источник тока, коммутатор с тт ключевыми элементами, соединенными входами с выходом источника тока, и операционный усилительф).

Недостатками известного устройства являются его конструктивная сложность и невысокая точность, обусловленная наличием коммутатора, преобразовательные цепи (ключи) которого включены между тенэореэисторами полумоста и общим для всех каналов измерительным усилителем. Схема включения тенэорезисторов для одного канала представляет последовательное по отношению к источнику тока соединение двух тензорезисторов. Схема измерительного усилителя имеет две пары входов, к которым подключены тензорезисторы. При таком. построении многоканального тензопреобразователя потребуется, по крайней мере, два преобразовательных ключа (коммутирующих элемента) на канал. Дополнительное усложнение тензопреобразователя выэванонеобходимостью подключения источника ка, а затем сигнал 8 (ау) включает источник 2 тока. В результате этого к средней точке полумостовой схемы 4 первого канала сначала подключен ток положительного направления, а затем отрицательного (12 ) . Независимо от направления ток разветвляется по двум тензорезисторам 4 первого канала. Так как потенциалы обоих входов операционного усилителя 5 практически одинаковы то при равенстве сопротивлений обоих тензорезисторов 4 протекающие через них токи одинаковы. Операционный усилитель 5 обеспечивает вычитание указанных токов. При равенстве этих токов напряжение на выходе операционного. усилителя 5 равняется нулю. Если сопротивление одного из рассматриваемых тензорезисторов изменяется, то протекающие через них токи неодинаковы и это привоцит к появлению биполярно дискре- тизированного сигнала 13 на выходе операционного усилителя 5. Аналогичным образом формируются сигналы других каналов тензопреобразователя.

В известном тензопреобразователе ключевые (коммутирующие) элементы включены в преобразовательные цепи измеряемого сигнала, а именно, между тензореэисторами и,измерительным усилителем. Такое включение коммутирую- . щих элементов приводит к значительной погрешности преобразования.

В предлагаемом тензопреобразова-. теле использован лишь один ключевой элемент на канал, что, по крайней мере, втрое меньше, чем в известном тензопреобразователе, что значительно упро щает конструкцию устройства, а подключение двуполярного источника тока к средней точке полумостовой схемы позволяет повысить точность преобразования.

Фо р мула изобретения

Многоканальный тензопреобразователь, содержащий rl полумостовых тензорезисторных схем, двуполярный источник тока, коммутатор с tl ключевыми элементами, соединениыми входами с выходом источйика тока, и операционный усилитель, отличающийся тем, что, с целью конструктивного упрощения и псвышения точности преобразования, концы каждой полумостовой схемы соеди — нены непосредственно с входами операционного усилителя, а их средние точки — с выходом своего ключевого элемента.

3 798480 ф стабилизированного тока к тензореэисгорам каждого из каналов. Для переключения тока необходимо, по крайней мере, по одному коммутирующему элементу на один канал, Цель изобретения — конструктивное упрощение и повышение точности преобразования.

Эта цель достигается тем, что концы каждой полумостовой схемы соединены 1О непосредственно с входами операционно-, го усилителя, а их средние точки— выходом своего ключевого элемента.

На фиг. 1 . приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 эпюры сигналов.

Тензопреобразователь состоит из двух управляемых источников 1 и 2 тока, образующих эквивалентный двуполярный источник тока, A ключевых элементов 3, Q пар полумостовых тензорезисторных схем 4, операционного усилителя 5 и коммутатора 6, необходимого для обеспечивания согласованной во времени работы всех блоков устройства.

Выходы управляемых источников 1 и

2 тока объединены и соединены с преобразовательными входами ключевых элементов 3 всех каналов. Тензорезисторы 4 включены по цва послецовательно в каждом канале и образуют полумостовую схему. Средние точки каждой пары тензорезисторов 4 соединены с выходом своего ключевого элемента 3.

Верхние и нижние выводы ;каждой полумостовой схемы 4 подключены соответ3S ственно к отрицательному и положительному входам операционного усилителя 5.

Коммутатор 6 формирует (фиг. 2) сигналы 7 и 8, поступающие на входы а и а управляемых источников 1 и 2. тока, Щ а также сигналы 9, 10 и 11, поступающие на управляющие входы „, b ключевых элементов 3. На фиг. 2 условно обозначены сигнал 12 на средней точке

45 полумостовой схемы 4 .первого канала и вид сигнала 13 на выходе усилителя 5.

Устройство работает следующим образом.

В каждый момент времени (фиг. 1) один из ключевых элементов 3 находит50 ся в проводящем (замкнутом) состоянии под действием (фиг. 2) одного из сигналов 9 11 (Ъ„, Ь „„, b„) омму ат ра 6. Пусть в данный момент времени замкнут ключевой элемент (ключ) 3 первого канала, что соответствует формированию сигнала Ь (10) . Сигнал 7 (а ) коммутатора 6 включает источник 1 то5 7

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тензометрия в машиностроении.

Справочное пособие. Под редакцией канд.

98480 6 техн. наук P. А. Макарова.. М., Машиностроение, 1975, с. 159-169.

2. Труды ЦАГИ, вып. 1599, М., 1974, с, 107-114 (прототип).

798480

Иею

П йаайви

Заказ 10004/47 Тираж 653

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

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

Составитель А. Матвеев

Редактор В. Лазаренко Техред C.ÌèÐóíîâà Корректор М. Шароши