Тензорезисторный преобразователь усилия в частоту

Тензорезисторный преобразователь усилия в частоту

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЯ В ЧАСТОТУ, содержащий упругий элемент и расположенные на нем два полумоста, каждый из которых выполнен из последовательно .соединенных тензорезисгора растяжения и тензорезистора сжатия, усилитель с общей шиной и два конденсатора, один из которых одним полюсом соединен со средней точкой одного полумоста, о т л и ч ающий с я тем, что, с целью повыиения точности за счет обеспечения возможности учета температурной погрешности упругого элемента, -в него введены два переключателя .на два положения каждый, при этом контакты каждого переключателя соединены с полюсами соответствующего полумоста, а вход одного переключателя соединен с выходом усилителя, входы которого подключены к средней точке второго полумоста, к второму р полюсу первого конденсатора и через второй конденсатор к общей шине, к л которой подсоединен вход второго переключателя.

(19) (И) CQIO3 СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 L 1/04 .Ct 01 L г ,)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3488759/18-10 (22) 30 ° 08.82 (46) 07.12.83. Бюл. 9 45 (72) A.È.Соддатенко и Г.П.Таратухина (71) Киевский институт автоматики. им.ХХУ съезда КЧСС (53) 531. 781(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 435464, кл. С 01 Ь 1/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 432654, кл. Н 03 В 5/26, 1972 (прототип). (54)(57) . ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЧЙ I!PEORPA-.

ЗОВАТЕЛЬ УСИЛИН В ЧАСТОТУ, содержащий упругий элемент и расположенные на нем два полумоста, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных тензорезистора растяжения и тензорезистора сжатия, усилитель с общей шиной и два конденсатора, один из которых одним полюсом соединен со средней точкой одного полумоста, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за-счет обеспечения возможности учета температурной погрешности упругого элемента, -в него введены два переключателя .на два положения каждый, при этом контакты каждого переключателя соединены с полюсами соответствующего полумоста, а вход одного переключа-, теля соединен с выходом усилителя, входы которого подключены к средней точке второго полумоста, к второму полюсу первого конденсатора и через второй конденсатор к общей шине, к которой подсоединен вход второго .переключателя.

10594.51

Изобретение отнооится к силоцзмерительной технике и может быть использовано, например, при измерении веса.

Известен тензорезисторный преобразователь усилия в частоту, содержащий два тензорезистора растяжения и два тензорезистора сжатия, соединенные в мост, который подключен к входу усилителя (1) .

Недостатком известного устройства является невысокая точность измере ния.

Наиболее близким к предлагаемому является тензометрический преобразователь усилия в частоту, содержащий 15 упругий элемент и расположенные на нем два полумоста, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных тензорезистора растяжения и тензорезистора сжатия, усилитель с общей шиной и два конденсатора, один из которых одним полюсом соединен со средней точкой одного полумоста $2) .

Однако это устройство на обладает до -таточной точностью, поскольку не учитывает температурной погрешности упругого элемента.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения возможности учета температурной погрешности упругого элемента.

Указанная цель достигается тем, что B тензорезисторный преобразователь усилия в частоту, содержащий упругий элемент и расположенные на нем два полумоста, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных тейэорезистора растяжения и тензорезистора сжатия, усилитель с общей шиной и два конденса- 40 тора, один из которых одним полюсом соединен со средней точкой одного полумоста, введены два переключателя на два положения каждый, при этом контакты каждого переклю- 45 чателя соединены с полюсами соответствующего.полумоста, а вход одного переключателя соединен с выходом усилителя, входы которого подключены к средней точке второго полу-що моста и к второму полюсу первого конденсатора и через второй конденсатор к общей шине, к которой подсоединен вход второго переключателя.

На чертеже приведена принципи- S5 альная схема тензорезисторного преобразователя усилия в частоту.

Преобразователь содержит упругий элемент,на котором закреплены тензорезисторы 1 и 2 сжатия, а также тен- бц эорезисторы 3 и 4.растяжения, управляемые переключатели 5 и 6, конденсаторы 7 и 8, диФФеренциальный усилитель 9 с общей шиной 10, делитель на резисторах 11 и 12 . При этом переключатели выполнены на два положения каждый и оборудованы управляющими элементами 13 и 14.

Вход переключателя 5 соединен с выходом усилителя 9, а контакты 15 и 16 его положений соединены полумостом из тензорезисторов 1 и 3, средняя точка которого через конденсатор 7 подключена к одному входу усилителя 9, который через конденсатор 8 соединен с общей шиной 10, к которой подключены управляющие элементы 13 и 14 переключателей 5 и б, а также вход переключателя б, контакты 17 и 18 положений которого соединены полумостом из тензорезисторов 2 и 4, средняя точка которого подключена к одному входу усилителя

9, к второму входу которого подключена средняя точка делителя из резисторов 11 и 12, который включен между выходом усилителя 9 и общей шиной 10.

Входы управляющих элементов 13 и 14 переключателей 5 и 6 могут быть подключены к управляющему устройству, например к микропроцессорному комплексу.

Преобразователь работает следующим образом.

При любом положении переключателей 5 и 6 на выходе усилителя 9 имеется сигнал с частотой

М Г13 R„Rg где*т — частота колебаний;

С1иС1- емкости конденсаторов 7 и 8> соответственно;

М

2" С-< "-г

R и Рг - сопротивление тензорезисторов, подключенных к выходам переключателей 5 и б соответственно.

Поскольку сопротивление тензорезисторов зависит от величины деформации упругого элемента и его температуры, то при одноименных положениях переключателей 5 и б (т.е. когда переключатель 5 находится в положении 15, а переключатель 6 соответственно в 17, или когда переключатель 5 находится в положении

16, переключатель 6 соответственно в 18 ), частота сигнала f или 1г на выходе усилителя 9 является Функцией двух параметров — измеряемого усиления и температуры упругого элемента.

При разноименных положениях переключателей частота сигнала fo на выходе усилителя 9 является Функцией только температуры упругого элемента. При нагружении упругого элемента, управляющее устройство вырабатыва управляющие импульсы, которы:

1059451

Составитель А.Амаханов

Редактор Ю.Середа Техред Л.Пилипенко Корректор А. Повх

Заказ 9820/47 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поступают на входы управляющих элементов 13 и 14 переключателей 5 и б, а на выходе усилителя 9 последовательно появляются три частотных сигнала 1, и о, которые подаются, например, на вычислительный (микропроцессорный) комплекс. По извест-, ной зависимости свойств упругого элемента от температуры определяют температурную поправку, а измеряемое усилие определяют иэ выражения:

10 где — величина измеряемого усилия;

I< — коэффициент пропорциональности.

1,ю1 - частоты сигнала при двух одноименных положениях переключателей 5 и б и при нагружен". ном упругсм элементе;

1 ч „- то же при ненагруженном упругом элементе; ь(т) — температурная поправка.

Предлагаемый тензорезисторный пре" образователь усилия в частоту позволяет повысить точность измерения за счет обеспечения воэможности учета температурной погрешности упругого элемента.