Тензометрическое устройство
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<„>970240 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 04. 81 (21) 3273029/18-21 (51)М.Кп з с присоединением заявки 1Чо
G 01 R 17/10
G 01 В 7/16
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621 ° 317 ° .733(008.8) Опубликовано 3010.82. Бюллетень М40
Дата опубликования описания 30.10.82 к(ЕСОЮЗНМ
ТЕХИИЧВСКАЯ
ВИБЛИОТИИ (72) Автор изобретения
D.A.Kíÿýåâ (71) Заявитель . (54) ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях, например, ускорений, давлений, деформа- ций тензометрическими датчиками.
Известно.тензометрическое устройство, содержащее тенэомост, источник напряжения питания моста, усилитель, включенный в измерительную диагональ тензомоста, блок контроля, выполненный в виде согласузтщих элементов и компараторов, последовательно подключенных к каждой вершине измерительной диагонали тензо моста, и логических элементов, соединенных с входом исполнительного элемента. Блок контроля выявляет обрывы и короткие замыкания плеч тен3QMOCTB(1) Недостатком данного устройства является наличие сложного блока контроля, не обеспечивающего доотоверного обнаружения неисправностей тензомоста"при питании его от источ- . ника стабильного тока. Блок контроля, например,:не выдает сигнал . неисправности в случае короткого замыкания двух тензометров неэаземленной вершины диагонали питания тен зомоста, так как источник тока иэме няет при этом свое выходное напряжение до величины, которая воспринимается блоком контроля как соответствуккцая исправному состоянию тензомоста .
Известно тенэометрическое устройство, содержащее четырехплечий мост, источник постоянного тока питания моста, усилитель, включенный в измерительную диагональ моста, регистратор и блок контроля, содержащий нуль-органы, источники опорного напряжения, ключи, схему совпадений, генератор импульсов
1з и делитель частоты (2)..
Данное устройство обеспечивает автоматическое распознавание обрывов
2О. и коротких замыканий в плечах моста при его питании от источника тока (21
Однако в тех случаях физических измерений, когда необходимо обнаруживать неисправности моста беэ распознавания вида неисправности (обрыв или короткое замыкание), но при минимальных габаритах и массе блока контроля, известное устройство оказывается сложным. Недостатком данного устройства является наличие большого числа сложных узлов блока
970240 контроля,. снижающих надежность его .работы.
Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности его работы.
Поставленная цель достигается 5 тем, что в известном тензометрическом устройстве, содержащем четырехплечий мост, источник постоянного тока, усилитель,, включенный в измерительную диагональ моста, 19 блок контроля с генератором сигнала неисправности, подключенным к первому входу исполнительного элемента, второй вход которого соединен с выходом усилителя, а выход подключен к регистратору, блок контроля выполнен в виде опорного элемен- . та, включенного между плюсовым вы-. водом источника постоянного тока .и. вершиной диагонали питания моста, соединенной с общей .шиной устройства, первого МОП-транзистора обедненного типа с и -каналом, второго МОП-транзистора обогащенного типа с р-каналом, причем исток первого и сток второго МОП-транзисторов соединены с плюсовью выводом источника постоянного тока и третьим входом исполнительного .элемента, сток первого и исток второго
МОП-транзисторов подключены к нулевой шине, а затворы МОП-транзисто-> ров соединены с минусовым выводом источника постоянного тока и другой вершиной диагонали питания моста.
На фиг. 1 представлена функциональная схема тензометрического устройства на фнг. 2 - кривая зависимости напряжения на опорном.элементе от изменения напряжения незаэемленной вершины диагонали пита- 40 ния моста.
Тензометрическое устройство содержит иост 1 с тензодатчикамн, источник 2 постоянного тока питания мос- 45 та, усилитель 3, связанный с измерительной диагональю моста с вершинами 4 и 5, блок б контроля моста 1, включающий опорный элемент 7, соединенный последовательно с источником . 2 тока, МОП-транзистор 8 обедненного типа с п-каналом, МОП-транзистор 9 обогащенного типа с р-каналом, испол; нительный элемент 10 генератор 11 сигнала неисправности. Исток транзистора 8 и сток транзистора 9 соединены55 с полюсовым выводом источника 2 тока и входом исполнительного элемента 10.
Сток транзистора 8 и исток транзистора 9 соединены с нулевой шиной уст. ройства и вершиной 12 диагонали пита- 60 ния моста 1, а затворы транзисторов
8 и 9 подключены к вершине 13 диагонали питания моста. Вершины 12 и 13 диагонали питания моста 1 соединены
;-.ыводами с остальными элементами схе- 6Я
4 мы соответственно в точках 14 и 15 °
Выходы усилителя. 3 и генератора 11 сигнала неисправности подключены к . исполнительному элементу 10, который переключает их.на регистратор 16 в зависимости от величины напряжения
О., c опорного элемента 7. Номинальное значение напряжения О „выбирается минимально. необходимой величины для управления исполнительным элементом 10. B качестве опорного элемента
7 может быть применен, например, низковольтный стабилитрон.
Устройсгво работает следукщим образом.
В нормальном режиме работы (при отсутствии обрывов и коротких замыканий моста 1) сигнал с вершин
4 и 5 измерительной диагонали моста поступает на усилитель: 3 и далее с его выхода- на исполнительный элемент 10. Выходное нанряжение источника 2 тока Ug: падает . на сон противлении моста 1 (Upped ) и опор-. ном элементе 7 (0>„) . В этом режиме напряжение вершины 13 относительно нулевой шины соответствует номинальному значению U „, обусловленному значениями .сопротивлений плеч моста при заданном токе питания. Изменение сопротивлений плеч моста 1 под воздействием измеряемого параметра вызывает изменение напряжения 0 „ в пределах заранее установленного допуска.
Между истоком и стоком МОП-транзисторов 8 и 9 приложено напряжение
0 „ . Между затвором и истоком транзистора 8 приложено напряжение О „ источника 2 тока, а между затвором ,и истоком транзистора 9 — напряжение
0 цн диагонали питания моста 1.
Напряжение отсечки МОП-транзистора обедненного типа с л-каналом является величиной отрицательной и выб,PBRo H3 Условия tUgzg8)c lutist
Поэтому МОП-транзистор 8 в нормальном режиме работы закрыт..
Напряжение отсечки МОП-транзистора
9 обогащенного типа с р-каналом яв ляется величиной отрицательной и вы,брано иэ условия Iиотсэl >lU„ q(Поэтому МОП-транзистор 9 в нормальном режиме работы также закрыт. Входное сопротивление МОП-транзисторов превышает величину 10" Ом,поэтому они не. влияют на номинальный ток питания моста .
Уровень напряжения 0>zc опорного элемента 7 воспринимается исполнительным элементом 10 как соответствующий исправной работе моста 1. Поэтому ис-. полнительный элемент 10 подключает на вход регистратора 16 измерительный сигнал с усилителя 3..В аварийном режиме работы мОста 1 возможны следукиаие виды неисправностей, выявляемые блоком 6 контроля
970240 формула изобретения
Твнзометрическое устройство, содержащее четырехплечий мост, источник постоянного тока, усилитель, .включенный в измерительную диагональ моста, блок контроля с генератором сигнала неисправности, подключенным к первому входу исполнительного: элемента, второй вход которого соединен с выходом усилителя, а выход. подключен к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения наДежности его работы, блок контроля выполнен в виде опорного элемента, включенного между полюсовым выводом источника постоянного тока и вершиной диагонали питания моста, соединенной с общей шиной устройства, первого ИОП-транзистора обедненного типа с и -каналом второго МОП-транзистора обогащенного типас -р-каналом, причем исток первого и сток второго МОП-транзисторов. соединены с плюсовым выводом источника постоянного тока и третьим входом исполнительного элемента, сток первого и исток второго MOO-транзисторов подключены к нулевой шине, а затворы ИОП-транзисторов соединены с минусовым выводом источника постоянного тока и другой вершиной диагонали питания моста. источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 624108, кл. 6 01.В 7/16, 1978.
2, йвторское свидетельство СССР ,В 702797 кл. С 01 B 7/16, 1978. а) короткое замыкание в одном или нескольких плечах моста 1 (цепи 4 12, 4-13, 5-12 5-13)i б) обрыв в одном или нескольких. плечах моста 1 .(цепи 4-12, 4- 3, 5-12, 5-13); 5 в обрыв одного или двух выводов моста 1 (цепи 12-14, 13-15).
r) комбинации коротких замыканйй и обрывов цепей, перечисленных в пп. а, б и в. 30
Общее количество вариантов по всем видам неисправностей, включая комби-нации коротких замыканий и обрывов по п.г, будет равно произведейию числа вариантов по пп. а,. б ы в видов (5 неисправностей, т.е.
15. х 15 х 3 = 675. В аварийных режимах .работы найряже-: ние U<> вершины 13 моста 1 за счет работы источника 2 стабильного тока 20 будет значительно отличаться от номинального значения 0,(з, установленного для нормального режима работы.
При коротких замыканиях плеч.моста 1 напряжение источника 2 тока . уменьшается
При (Ui> <. (Uol.ce t открываетСя
МОП-транзистор 8, шунтируя опорный элемент 7. ИОП-транзистор 9 при этом закрыт.
Прц обрывах: плеч. моста 1 или выводов 13-15, 12-14 напряжение источника 2 тока возрастает.:При
1 "тэ (I 0отс9 t открывается
NOIt-транзистор 9, шунтируя опорный .., элемент 7. NOII-транзистор 8 при этом закрыт.
Следовательно,"в аварийных режи- . мах вследствие шунтирования опорного элемента 7 каким-либо из транзис-. торов 8 или 9 (в зависимости от 40. . вида неисправности) на вход исполнительного элемента 10 не поступает необходимый уровень напряжения 0 „.
Это воспринимается исполнительньве элементом 10 как неисправная работа 45 лоста 1. Исполнительный элемент 10 отключает от регистратора 16 выход усилителя 13 и подключает выход;: генератора 11 сигнала неисправности.
Введение в блок контроля 6 MOllтранзисторов 8 и 9 и опорного элемента 7, выполненного на основе стабилитрона, облегчает решение задачи миниатюризации конструкции тензометри« ческого устройства за счет применения современных технологических методов изготовления электрорадиоэлементов .
Составитель В. Семенчук
Редактор М. Янович Техред М.Надь Корректор Н. Буряк
Заказ 8379/53 Тираж 717 Подписное
BHHHGH 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
