Тензометрический преобразователь
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
„,900132
4 .а г с й.
"Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.03.80 (21) 2932983/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M y„з
G 0! L 1/22
Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781 (088.8) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 28.01.82 (72) Авторы изобретения
Ю. Н. Дьяченко и А. В. Клементьев,, t и с
Ленинградский ордена Ленина потитекнииесг(ийтттнТййнЧЕ:.".Л.КЬЕ им. М. И. Калинина
Е" Рт .МЕ, т (71) Заявитель (ЗД) ТЕИЗОМЕТРИЧЕОКИЙ ПРЕОЕРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения различных механических величин с использованием тензорезисторных датчиков.
Известны устройства, преобразующие относительное изменение сопротивления резистивного датчика, включенного в мостовую схему, в напряжение (1) .
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тензометрический преобразователь, содержащий электрическую мостовую схему, состоящую из тензорезисторов, узлы одной из диагоналей которой подключены к входам одного из операционных усилителей, выход которого соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, а узлы другой диагонали — подключены соответственно к одному из входов источника питания и выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подсоединен к общей шине (2).
Однако точность данного устройства не высока из-за того, что при небольших значениях величйны относительного изменения
2 сопротивлений тензорезисторов входной ток усилителей, напряжение смещения и его дрейф вносят погрешность в измерения.
Цель изобретения — повышение точности.
Цель достигается за счет того, что в тензометрический преобразователь введена электрическая цепь из двух резисторов, одни из концов каждого из которых подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам первого операционного усилителя, а вторые концы их — к инвертирующему входу второго операционного усилителя.
На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.
15 Устройство содержит тензорезисторы 1, 2, 3 и 4 с величиной сопротивления R, образующие электрическую мостовую схему 5.
Узел 6 диагонали электрической мостовой схемы 5 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 7 и через резистор 8, величина сопротивления которого Кь с инвертирующим входом операционного усилителя 9. Выход операционного усилителя 7 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 7 через резистор 10, 900132
3 величина сопротивления которого R .Второй узел 11 диагонали электрической мостовой схемы 5 соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 7 и через резистор 12 с сопротивлением Rq — с инвертирующим входом операционного усилителя 9, выход которого подключен к узлу 13 диагонали питания электрической мостовой схемы 5, а неинвертирующий вход — к общей шине. Узел 14 диагонали питания электрической мостовой схемы 5 подсоединен с выходом источника питания 15.
Устройство работает следующим образом.
Операционный усилитель 9 за счет действия глубокой отрицательной обратной связи через тензорезистор 4 поддерживает потенциал диагонали узла 11 электрической мостовой схемы 5, и, следовательно, неинвертирующего входа операционного усилителя 7, равным нулю (с точностью до напряжения смещения операционного усилителя 7). 3а счет действия отрицательной обратной связи через резистор IO мостовая схема 5 при изменении сопротивлений тензорезисторов 1 — 4, входящих в нее, уравновешивается и напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 7, поддерживается, равным напряжению на его неинвертирующем входе, т.е. нулю. Поскольку разность напряжений между узлами б и 11 электрической мостовой схемы 5 поддерживается, равной нулю, то резистивная цепь 8 и 12 не нагружает мостовую схему 5 и влияет на работу ее. Зависимость выходного напряжения устройства от величины относительного изменения сопротивлений тензорезисторов 1 — 4 мостовой схемы 5, тока смещения 1,„и напряжения смещения Uñ операционного усилителя 9 выражается формулой
+ cì ьь. =и- . 2 +К, +u где 1„— величина тока, протекающего через один датчик;
Š— величина относительного изменения сопротивлений тензорезисторов;
4 и — количество активных тензорезисторов в мостовой схеме;
К вЂ” величина сопротивления тензореаистора R = -Ь.ят
Ь R 9<-1Ь
= — — относительная величи
5 на разности сопротивлений резисторов R> и Rq.
Погрешность от 1,„и .U, èìååò величину
Принц — — 5 МА, п = 2, RR = 0,1, f.=
1(P Roe = 20 к, R= 2 к, 3,„= 0,2 мкА
„= 0,2!,.
Таким образом изобретение позволяет повысить точность измерения.
Формула изобретения
Те изометрический преобразователь, со р держащий электрическую мостовую схему, состоящую из тензорезисторов, узлы одной из диагоналей которой подключены к входам одного из операционных усилителей, выход которого соединен с его инвертирующим входом, а узлы другой диагонали подключены соответственно к одному из входов источника питания и выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подсоединен к общей шине, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности, в него введена электрическая цепь из двух резисторов, одни из концов каждого из которых подключены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам первого операционного усилителя, а вторые концы их — к инвертирующему входу втоЗ5 рого операционного усилителя.
Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе
1. «Приборы и системы управления». 1977 №5, с. 20.
2. Ерусланова.О. М. и др. Преобразование сигнала тензорезисторного датчика в стандартный сигнал. — «Приборы и системы управления». 1976, № 1, с. 29 — 31 (прототип) .
900132
Составитель О. Малеева
Редактор Н. Джуган Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши
Заказ 12169/59 Тираж 882 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
