Тензометрическое устройство

 

ОП ИСАНИ Е <и 932212

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (6l.) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 04.10. 80 (2l) 2991026/25-28 (5l}N. Кл.

G 01 В 7/18 с присоединением заявки М

ГовударствевыИ кенвтвт

CCCP во делан яаабретеввй и вткрытвй (23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 82. Бюллетень М 20 (53) УД,К 531 ° 781.

° 2:539 3 (088.8) Дата опубликования описания 30.05. 82 (72) Авторы изобретения

В. В. Пащенко, Ю.А. Выгода, Т.В.Тихонова и Г.Б.Иакарова

f;

Пензенский политехнический институт (11) Заявитель (54) ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике, в частности. к тен-. зометрическим.устройствам, и может быть использовано для измерения механических параметров в условиях повышенных и быстроменяющихся температур.

Известно тенэометрическое устрой" ство, содержащее измерительный Тензомост, стабилизированный источник питания и компенсационный .термочувствительный мост, а также резистор обратной связи, включенный в верхнее по отношению к общему приводу схемы длечо компенсационного моста, резистор компенсации ухода нуля, включенный в одно из плеч измерительного моста, и усилитель, выход которого соединен с резистором обратной связи и резистором ухода нуля, а вход - с измерительной диагональю компенсационного моста 31).

В этом тензометрическом устройстве тензореэисторы включены в схему моста Уитсона. Недостатком таФ кого включения является то, что при работе с заземленным источником питания необходимо изолировать усилитель от земли либо использовать трансформаторную связь (при работе на переменном токе) или связь через дифференциальный усилитель, что приводит к усложнению конструкции и снижению. надежности работы.

ФО

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является; тенэометрическое устройство, содер". жащее заземляемый.источник питания, два последовательно соединенных резистора, образующих делитель напря-.. .жения, операционный усилитель, к од-. ному из входов которого подключена средняя точка делителя, два последовательно соединенных тенэорезистора, один из которых заэемлен, обра" эующих другой делитель напряжения, средняя точка которого подключена ко второму входу операционного уси93 сигнал

М

35 ео

3 лителя, второй тензореэистор соединен с одним иэ резисторов и подключен к источнику питания, а второй резистор включен в цепь обратной связи операционного усилителя (2 1.

Недостатком известного устройства является низкая точность вследствие наличия значительной температурной погрешности.

Цель изобретения - повышение точности измерения при работе в динамическом тепловом режиме.

Поставленная цель достигается тем, что тензометрическое устройство снабжено последовательно соединенными вторым операционным усилителем, масштабным усилителем и сумматором, второй вход которого подключен к выходу первого операционного усилителя, а также тремя дополнительными резисторами, один иэ которых включен в цепь обратной связи второго операционного усилителя, а два других включены параллельно между источником питания и двумя входами второго операционного усилителя.

На чертеже изображена блок-схема тензометрического устройства.

Устройство содержит заземляемый источник 1 питания, последовательно соединенные резисторы 2 и 3, образующие делитель напряжения, операционный усилитель 4, к одному из входов которого подключена средняя точка делителя,. последовательно соединенные тензорезисторы 5 и 6, из которых тензорезистор 6 заземлен, образующие другой делитель напряжения, средняя точка которого подключена ко второму входу операционного усилителя 4. Тензорезистор 5 соединен с резистором 2, а резистор

3 включен в цепь обратной связи операционного усилителя 4.

Устройство содержит также последовательно соединенные операционный усилитель 7, масштабный усилитель 8 и сумматор 9, второй вход которого подключен к выходу операционного усилителя 4, и дополнительwe резисторы 10 - 12. Резистор 12 включен в цепь обратной связи операционного усилителя 7, а резисторы 10 и 11 включены параллельно между источником 1 питания и двумя входами операционного усилителя 7.

Тензорезисторы 5 и 6, .резисторы 2 и 3 и операционный усилитель

4 образуют внутренний псевдомост, 2212 4 а резисторы 10 - 12 и операционный усилитель 7 образуют внешний псевдомост.

Работа тензометрического устройства осуществляется следующим образом.

Тензорезистор 5 воспринимает деформацию растяжения, а тензореэистор 6 - деформацию сжатия, такую же по величине. Тензорезисторы 5 и 6 находятся в одинаковых температурных условиях. С выхода операционого усилителя 4 снимается основной

R.R -R R

1 и 1 2+ о+ 6 5 а с выхода операционного усилителя 7 снимается дополнительный сигнал

R ) -14 .R qp R + R51

1!

1 и t R î (Rg+R $)+ Rl _#_b+RS)) где U - напряжение источника питания;

Q 1 3 1 Т 1 б R4o

R и R g - соответственно сопротивления резисторов 2 и 3, тензорезисторов $ и 6 и резисторов 1012. Сигналы U. и U несут информацию о давлении и температуре в мес- . те расположения тензорезисторов.

При чем чувст ви тель ность сигнала

U к давлению выше, чем к температуре, в то же время чувствительность сигнала Uq к температуре выше, чем к давлению, так как в схеме внешнего моста, используемой для получения сигнала Ц, лишь одно плечо является термозависимым и его влияние на температурную зависимость сигнала U не ослабляется действием соседнего плеча, поэтому при необходимости получения информации, кроме давления и о температуре, можно использовать сигнал Уп, а для расширения температурного диапазона тензометра сигнал Uq может быть использован в качестве корректирующего.

Сигнал U< поступает с выхода операционного усилителя 4 непосредственно на один вход сумматора 9, а сигнал U q поступает с выхода операционного усилителя 7 через масштабный усилитель 8, который позволяет применять тензорезисторы с различным ноьюнальным сопротивлением и ТКС (температурным коэффициентом сопротивления).

5 9322

Так как в качестве термозависимых сопротивлений используются сачи тензорезисторы 5 и 6, то это обеспечивает повышение точности коррекции основного сигнала, а следовательно, и точности измерения при работе в динамических температурных режимах. формула изобретения

28 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР, :Н 430277, кл G 01 В 7/18, 1971.

2. "Приборы для научных исследо2s ваний", 1975» У 1, с. 75 79 (прототип) .

Составитель О.Мельников

Редактор А.фролова Техред N. Кастелевич .Корректор B Синицкая

Заказ 3740/55 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб», д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тензометрическое устройство, содержащее заземляемый источник пи- . тания, два последовательно соединенных резистора, образующих делитель напряжения, операционный усилитель» к одному иэ входов которого подключена средняя точка делителя, два последовательно соединенных тензорезистора, один из которых заземлен, образующих другой делитель напряжения, средняя точка которого подключена к второму входу опера" ционного усилителя, второй тензорезистор соединен с одним из резис12 6 торов, а второй резистор включен в цепь обратной связи операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е-". с я тем, что, с целью повышения точности измерения при работе в дина»ическом тепловом режиме,. оно снабжено последовательно. соединенными вторым операционным усилителем, масштабным усилителем и сумматором, второй вход которого. подключен к выходу .первого операционного. усилителя, а также тремя дополнительными резисторами, один из которых включен в цепь обратной связи. второго операционного усилителя, а два других включены параллельно между источни- - ком питания и двумя входами второго операционного усилителя.