Тензопреобразователь

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБВЕТЕ Н.ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесник

Республик () ) i 842396 (6I ) Дополнительное к авт. свил-вy-(22) Заявлено 24.08. 79 (21) 2810981/25-28 с присоединением заявки Рй—

G 01 В 7/16

Гесударстеенный квинтет (23) Приоритет но делен нзаеретеннй н открытий

Опублиновано30. 06.81 ° Бюллетень Рй 24 (53) УДК 531.781. .2:539.3 (088.8) Дата опубликования описання30.06. 81

В. П. Будянов, А. К. Гребнев, А. И. Кривоноеов-;В- П Волчков и А В- Богданов .АГ" (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измеритель-. ной технике, в частности для измерения деформаций.

Известно цифровое устройство,содержащее ключевые транзисторы с двумя разрядными конденсаторами, два

5 термокомпенсирующих транзистора, одного типа проводимости с ключевыми тран, зисторами, два дополнительных конденсатора полевые транзисторы вклю9

9 10 ченные в разрядные цепи конденсаторов, делитель напряжения, два биполярных транзистора с двумя полевыми транзисторами в их базовых цепях источника литания 71) °

Наиболее близким к. предлагаемому является тензопреобразователь, со держащий ключевые транзисторы с коллекторно-базовыми связями, два разрядных конденсатора, параллельно каж- 0 дому из которых включена- цепь из до" полнительного конденсатора и компен„сирующего транзистора со свободным коллектором, разрядный полевой тран» зистор с, изолированным затвором обедкяющего вида, разрядньпЪ полевой транзистор с изолированным затвором обогащающего вида, тензочувствительный элемент, выполненный в виде п-р-перехода, основной и дополнительный источники питания 12 .

IНедостатком этих устройств является невысокая чувствительность преобразования, а также недостаточная термостабильность.

Цель изобретения — увеличение чувствительности преобразования и термостабильности.

Поставленная цель достигается тем, что тензопреобразователь снабжен дву-. мя полевыми транзисторами с изолированным затвором обогащающего вида, двумя биполярными транзисторами с противоположной ключевым транзисторам проводимостью, стабилитроном, двумя токовыми элементами, а стоки первого полевого транзистора с изолированным затвором обедняющего вида и

10 питания, коллекторы первого и второго биполярных транзисторов 18 и 19 подключены соответственно к коллекторам вого транзистора 15, стока разрядноключен к коллектору ключевого тран- зистора 1, другой — к общей точке подключения стока полевого транзистора 15 и базы термокомпенсирующего транзистора 7. Разрядный конденсатор 4 одной обкладкой подключен к коллектору ключевого транзистора 2, а

3 842396 ф йервого полевого транзистора с изо- 1кампенсирующие транзисторы 7 и 8, лированным затвором обогащающего ви- разрядный полевой транзистор 9 с изода подключены:к плюсовой шине ос*ов- лированным затвором обедняющего вида, ного источника питания, их истоки— разрядный полевой транзистор 10, с соответственно к базам биполярных изолированным затвором обогащающего транзисторов, коллекторы последних вида, тензочувствительный элемент 11, соединены с коллекторами ключевых выполненный в виде п-р-перехода, оСI транзисторов, а эмиттеры — с минусо- новной источник 12 питания, дополнивой шиной основного источника пита- тельный источник 13 питания, два пония, затворы, полевых транзисторов левых транзистора 14 и 15 с изолироподсоединены соответственно к зат- ванным затвором обедняющего вида, два ворам однотипных разрядных полевых полевых транзистора 16,и 17 с изолитранзисторов, исток второго поле- рованным затвором обогащающего вида, вого транзистора с изолированным зат- два биполярных транзистора 18 и 19 вором обедняющего вида подсоединен д п"р-и типа стабилитрон 20, который к. общей точке йодключения стока од- уменьшает зону нечувствительности нотипного разрядного полев6го тран- тензопреобразователя, два токовых зистора и эмиттера компенсирующего элемента 21 и 22.Эмиттеры ключевых транзистора, сток..его подсоединен к транзисторов 1 и 2 соединены с плюобщей точке подключения базы компен- 20 совой шиной основного источника 12 о сирующего транзистора к обкладке до" полнительного конденсатора, а затвор его подсоединен к-минусовой шине основного источника питания, второй ключевых транзисторов 1 и 2, их эмитполевой транзистор, имеющий изолиро- М теры соединены с минусовой шиной ис. ванный затвор обогащающего вида, вклю- точника 12 питания, а их базы — сочен параллельно другому компенсирую- ответственно с истоками полевых транщему транзистору со свободным коллек- зисторов 14 и 16, стоки последних подтором, его затвор и исток подсоедине- ключены к плюсовой шине источника 12 ны к эмиттеру компенсирующего тран" 0 питания. Разрядный конденсатор 3 одзистора, а его сток — к базе ком- ной обкладкой подключен к коллектору пенсирующего транзистора, стабилитрон ключевого транзистора 1, а другой— подсоединен анодом к минусовой шине к общей точке подключения истока полеосновного источника питания, а катодом — к области и тензочувствительногоЗ го полевого транзистора 9, эмиттера элемента первый токовый элемент под- компенсирующего транзистора 7 и базы ключен одним концом к минусовой ши- ключевого транзистора 2. Дополнительне дополнительного источника пита- ный конденсатор 5 одной обкладкой подния, а другим — к общей точке подключения затворов первого и разрядного 40 полевых транзисторов с изолированным затвором обедняющего вида и р-область тензочувствительного элемента, вто" рой токовой элемент подключен одним концом к пхлбсовой шине основно3 о источника питания, а другим — к другой — к общей точке подключения точке подключения затворов первого истока . и затвора полевого транзиси разрядного полевых транзисторов тора 17, стока разрядного полевого с изолированным затвором обогащающе- транзистора 10, эмиттера термокомго вида и и области тенэочувствитель- SO пенсирующего транзистора 8 и базы ного элемента. ключевого транзистора 1, ДополниНа чертеже представлена принципи" тельный конденсатор 6 одной обкладкой альная электрическая схема тензопре- подключен к коллектору ключевого транобразователя. Мультивибратор-тензо- зистора 2, другой — к общей точке подпреобразователь содержит ключевые ключения стока полевого транзистора транзисторы 1 и 2 р-.р-р типа, раз- 17 и базы термокомпенсирующего транрядные конденсаторы 3 и 4, дополни- эистора 8. Токовый элемент 21 обра,тельные конденсаторы 5 и 6, термо- ует делитель напряжения и подклюУЗО

Таким образом, предлагаемый тензопреобразователь за счет введения новых элементов и связей между ними характеризуется высокими технико-экономическими показателями.

Формула изобретения

5 8423 чен одним выводом к минусовой шине источника 13 питания, другой — к об- ; щей точке подключения области.р тензочувствительного элемента 11, затворов полевого транзистора 14 и pasрядного полевого транзистора 9 ° Токовый элемент 22, образует также делитель напряжения и подключен одним выводом к плюсовой шине источника 12 питания, другим — к общей точке под- !О ключения области и тензочувствительного элемента 11, затворов полевого транзистора 16.и разрядного полевого транзистора 10. В других точках

° области р и и тензочувствительного элемента 11, подключены соответственно к минусовой шине источника 12 питания и к катоду стабилитрона 20.

Анод стабилитрона 20 истока разрядных полевых транзисторов 9 и 10, зат- щ вор полевого транзистора 15 подключены к минусовой шине источника 12 питания. Плюсовая шина источника 13 питания подключена к минусовой шине истЬчника 12 питания и образует об- 25 щую шину питания тензопреобраэова(теля. г

Тензопреобразователь работает в автоколебательном режиме и по принцип действия аналогичен работе известных .,мультивибраторов.

Особенность работы тензопреобразователя заключается в следующем.

Включение токовых элементов 21 и 22, в делителях напряжения обеспечивает подачу входного сигнала на затворы разрядных полевых транзисторов 9 и 1О, позволяя при этом получить максимальную входную чувствительность преоб- щ разоваиия по напряжению а 0 равную

au =.1 ьR (1) где Д вЂ” ток токовых элементов 21 и

22-(постоянньш во время преобразования);

b,R - величина изменения сопротивления тензочувствительного элемента ll (соответствующей области р или 11 под воздействием деформации).

Включение. в схему биполярных транзисторов 18 и 19 и полевых транзисторов 15 и 17 позволяет увеличить термостабильность схемы тензопреобразователя. Длительность формируемого импульса t определяется из вырасс жения с„= + — (2) 96 6 где и — величина напряжения основного источника питания 12;

С вЂ” емкость разрядных конденсаторов 3 и 4;

J @ — управляемый ток разрядных конденсаторов 3 и 4, Как следует из выражения длительность импульса t не зависит от обратного тока по коллекторной цепи запертого ключевого транзистора 1 (2)(тепловой ток), а также от тепловой составляюще! токов разрядных полевых транзисторов 9 и 10 (последний компенсирован за счет включения в схему полевых транзисторов 15 и 17).

Ю

Введение в схему тензопреобразователя полевых транзисторов 14 и 16 в базовые цени биполярных транзисторов

18 и 19 соответственно, с подсоединением затворов полевых транзисторов

14 и 16 к затворам разрядных полевых транзисторов 9 и 10,позволяет расширить реальный диапазон преобразования за счет поддержания коэффициента насыщения ключевых транзисторов 1 и

2 на постоянном уровне при любом уровне входного сигнала., Тензопреобразователь, содержащий ключевые транзисторы. с коллекторнобазовыми связями, два разрядных конденсатора, параллельно каждому на которых включена цепь иэ дополнительного конденсатора и компенсирующего транзистора со свободным коллектором, разрядный полевой транзистор с изолированным затвором обедняющего вида, разрядный полевой транзистор с изолированным затвором обогащающего вида, тензочувствительный элемент, выполненный в виде п-р-перехода, основной и дополнительный источники питания, о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразования и термостабильности, он снабжен полевыми транзисторами с изолированным затвором обогащающего вида, двумя биполярными транзисторами с противопо396 8 тору со свободным коллектором, его затвор и исток подсоединены к эмиттеру компенсирующего транзистора, а его сток — к базе компенсирующего транзистора, стабилитрон подсоединен анодом к минусовой шине основного источника питания, а катодом — к области и тензочувствительного элемента, первый токовый элемент подО ключен одним концом к минусовой шине дополнительного источника питания, а другим — к общв6 точке подключения затворов первого и разрядного, полевых транзисторов с изолированным затвором обедняющего вида и р-область тензочувствительного элемента, второй токовый элемент подключен одним концом к плюсовой шине основного источника питания, а другим — к точке подключения затворов первого и разрядного полевых транзисторов с изолированным затвором обогащающего вида и и-области тензочувствительного элемента.

7 842 ложной ключевым транзисторам проводимостью, стабилитроном, двумя тоКовыми элементами, а стоки первого полевого транзистора с изолированным затвором обедняющего вида и первого полевого транзистора с изолированным затвором обогащающего вида подключены к плюсовой шине основного источника питания, их истоки — соответственно к базам биполярных тран- 1 зисторов, коллекторы последних соединены с коллекторами ключевых транзисторов, а эмиттеры — с минусовой шиной основного источника питания, затворы полевых -транзисторов подсое- 15 динены соответственно к затворам однотипных разрядных полевых транзисторов, исток второго полевого транзистора с изолированным затвором обедняющего вида подсоединен к общей 2О точке подключения стока однотипного разрядного полевого транзистора и эмиттера компенсирующего транзистора, сток его подсоединен к общей точке подключения базы компенсирующего тран-25 эистора к обкладке дополнительного, конденсатора, а затвор его подсоеди-. нен к минусовой шине основного источника питания, второй полевой транзистор, имеющий изолированный затвор 30 обогащающего вида, включен параллельно другому компенсирующему транзисФ

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М - 516914, кл. G 01 К 7/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2520676/28, кл. G Ol В 7/16, 1977.

Составитель B. Писаревский

:Редактор Е. Кинув Техред.А. Ач Кор ектор С. 5омак

Заказ 5047 39 Тираж 6 2 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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