Устройство для измерения сигналов с параметрических преобразователей

Устройство для измерения сигналов с параметрических преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛОВ С ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ , образующих четырехплечий мост, содержащее коммутатор, блок управления, резистор, управ , ляемый делитель напряжения, управляющие входы которого соединены с вьКодом блока управления, источник питания моста, первый выход которого через коммутатор подключен к первому входу питающей диагонали моста, нуль-орган, первые входы ко .торого подключены к выходам управляемого делителя напряжения, второй вход через коммутатор подключен к первому выходу измерительной диагонали моста, а выход - к входу блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем компенсации температурной погрешности параметрических преобразователей в необходимом диапазоне температур, в него введены второй и третий резисторы. трансформатор тока с четьфьмя обмотками , первый вывод первой обмотки трансформатора тока, соединенный с первым выводом второй обмотки трансформатора тока, через коммутатор подключен к второму выходу источника питания моста, второй вывод первой обмотки трансформатора ,тока соединен с вторым входом питающей диагонали моста, первый вывод третьей обмотки соединен с вторым выводом второй обмотки трансформатора тока и первым выводом первого резистора, второй вывод которого подключен к первому входу питающей диагонали моста, второй л вьшод третьей обмотки трансформатора тока через коммутатор соединен с первым входом управляемого делителя напряжения, второй вход которого через коммутатор подключен к первому входу питающей диагонали моста, второй резистор подключен параллельно третьей обмотке трансформатора тока, второй вькод измерительной диагонали моста через третий резистор и коммутатор соединен с третьим входом нуль-органа, а четвертая обмотка трансформатора тока подсоединена параллельно третьему резистору.; 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что число витков обмоток трансформатора тока определены из соотношений Пд Y ° мо«/СГР1 п,Кг (-У/сб) R. 1%-0

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтиЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) () 1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТВу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ П=НИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3668354/24-21 (22) 16. 09. 83 (46) 30.09.85. Бюл. № 36 (72) И.В. Немировский, В.В. Холкин, В.Ф. Худяков и Ю.И. Ыаповалов (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (53) 621.317.733 (088.8) (56) Ваганов В.И. и др. Схема температурной компенсации интегрального преобразователя давления. — Измерительная техника, 1977, № 5.

2. Авторское свидетельство СССР № 405075, кл. G 01 R 17/06, С 01 В 7/18, 1974. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СИГНАЛОВ С ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, образующих четырехплечий мост, содержащее коммутатор, блок управления, резистор, управ.ляемый делитель напряжения, управляющие входы которого соединены с выходом блока управления, источник питания моста, первый выход которого через коммутатор подключен к первому входу питающей диагонали моста, нуль-орган, первые входы ко.торого подключены к выходам управляемого делителя напряжения, второй вход через коммутатор подключен к первому выходу измерительной диагонали моста, а выход — к входу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем компенсации температурной погрешности параметрических преобразователей в необходимом диапазоне температур, в него введены второй и третий резисторы, (s()4 G 01 R !7/06 // G 01 В 7/18 трансформатор тока с четырьмя обмотками, первый вывод первой обмотки трансформатора тока, соединенный с первым выводом второй обмотки трансформатора тока, через коммутатор подключен к второму выходу источника питания моста, второй вывод первой обмотки трансформатора, тока соединен с вторым входом питающей диагонали моста, первый вывод третьей обмотки соединен с вторым выводом второй обмотки трансформатора тока и первым выводом первого резистора, второй вывод которого подключен к первому входу питающей диагонали моста, второй вывод третьей обмотки трансформатора тока через коммутатор соединен с первым входом управляемого делителя напряжения, второй вход которого через коммутатор подключен к первому входу питающей диагонали моста, второй резистор подключеч параллельно третьей обмотке трансформатора тока, второй выход измерительной диагонали моста через третий резистор и коммутатор соединен с третьим входом нуль-органа, а четвертая обмотка трансформатора тока подсоединена параллельно третьему резистору.

2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что число витков обмоток трансформатора тока определены из соотношений и., мо (Г11

1182411

f5

:1

Фgl температурныи коэффициент чувствительности тензоГ! в о 11 о мос1а, ответственно первой, второй, третьей и четвертой обмоток трансфорответственно первого, второго и третьего резисторов, проводимость тензомоста при 0 С, 0 коэффициент, характеризующий смещение нуля тено зомоста при 0 С. матора, температурный коэффициент смеr 1 мо щения нуля тензомоста температурный коэффициент проводимости -,енэомоста, где "tt

Еп =Бп si< я1 (2) R

М с м (3) (4) Ъл= С мо (1+PeI, чмо

Глзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерения деформации, давления жидкостей и газов с помощью тензопреобразователей, собранных по мостовой схеме.

Цель изобретения — повышение точности измерения компенсацией температурных погрешностей тензомоста в необходимом диапазоне температур. 10

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство для измерения сигналов с параметрических преобразователей, соединенных по схеме моста 1, costер. кит первый 2, второй 3 и третий 4 резисторы, трансформатор 5 тока, име!Опкй первуГО 6, Втор5л0 /, третью 8 и четвертую 9 обмотки, включенные по дифференциальной схеме, блок 10 управления, который своими вьг одами подключен к управляющим вхоцам управляемого делителя

I1 напряжения, один из входов кото25 рого через коГмутатор 12 подключен к резистору 3 и третьей обмотке 8 трансформатора 5, другой — через

F o."tòðñàтОр 12 к первому входу питающей диагонали моста I выходы управляемого делителя напряжения 11

3,, подключены.к первым входам нуль-органа 13, вторые входы которого через коммутатор 12 подкачены к измерительной диагонали моста 1 и третьек,,R,,II — сопротивление сому резистору 4, а выход — к входу блока 10 управления, и источник ,14 питания моста.

Устройство работает следующим образом.

Иост 1 запитывается от источника 14 питания моста (источника переменного напряжения) через коммутатор 12 и обмотку 6 трансформатора

5 тока. Напряжение на питающей диагонали моста сопротивление, учитывающее влияние проводов, сопротивление, учитывающее влияние ключей коммутатора, 0 — напряжение источника питания моста, причем

RM — сопротивление моста со стороны питающей диагонали.

При этом проводимость при 0 С,, о температурный коэффициент проводимости моста, температура моста.

1182411 ьых. р, Вк.H0 (9) 35

0Ì0 П . Д 8 R11 1 С 8) k 7h Р+ о (1 М вЂ” - мо л11 " ) Р1 2 0Рпо 1, 11

К (10) М п2 R2,Й1 1 Cмо R2 n p мо

"5 P " "ь

2 м 2 > 3 мо 3 12 — ма " = Ка >

CNO R2 п1 Р МО " 1 Р 1

"2 мо Ri

It 7 р

Q» R2 " + "Ь п1

При воздействии давления напряжение (1м на выходе измерительной диагонали моста 1

U„=U ((< e)K„e с,(I+/el) (5) где М вЂ” коэффициент передачи моста м о при 0 С, « — температурный коэффициент чувствительности моста, Р— измеряемое давление, — температурный коэффициент смещения нуля моста, "о — коэффициент, характеризующий смещение нуля моста при нулевой температуре.

Напряжение, поступающее через коммутатор 12 на вторые входы нульоргана 13 И „н0 равно напряже ппо tlM за вычетом падения напряжения на третьем резисторе 4, которое пропорционально разности проводимостей и первого резистора 2:

F ò 1 з . (6) (1 х о (iM (R M (1н

1в„ где: n,, и „П < — числа витков, соответственно первой 6, второй 7 и четвертой 9 обмоток трансформатора, к,Я вЂ” сопротивление соответственно первого 2 и третьего

4 резисторов.

На входы управляемого делителя напряжения 11 через коммутатор 12 поступает напряжение питания делителя Uz равное сумме падений

7 напряжений на первом 2 и втором 3 резисторе. Первое из них практичес«ки равно напряжению питания мостац„, 1а второе пропорционально разнице проводимостей моста и первого 2 ,резистора:

Как видно из выражения (10), для компенсации температурных погрешностей необходимо выполнить условия:

2 — — +E (! (7) дд р 1м 1 11 П 7

1 Ь где n — число витков третьей 8

5 обмотки трансформатора 5, сопротивление второго 3 резистора.

Напряжение на выходе управляемого делителя 11 напряжения Цеь, 4

10 (на первых входах нуль-органа 13):

S где К вЂ” коэффициент передачи управляемого делителя напряжения, 1 зависящий от кодового эквивален та (И) измеряемого давления на вы::ходе блока управления.

Нуль-орган 13, блок 10 управле20 ния и управляемый делитель 11 напряжения образуют уравновешивающуюся систему. Нуль-орган 13 в зависимости от соотношения напряжений на его входах формирует сигнал

25 разбаланса, который подается на блок 10 управления. Блок 10 управления изменяет коэффициент передачи управляемого делителя 11 напряжения таким образом, чтобы сигнал

30 разбаланса нуль-органа 13 стал равным нулю.

В момент равновесия

Подставляя выражение (8) с учетом (7). и (4), а также выражение (6) с учетом (5) и (4) в выражение (9) и решая его относищ тельно Кн получают коэффициент передачи управляемого делителя, пропорциональный кодовому эквиваленту

N измеряемого давления, в момент равновесия:

1182411 (12) в (13) Км

К к пт и, ма г +1 д ма гп

Ы

Г.Ужгород,.ул.Проектны, 4 выполнение зтп>i условий чн;::.:. тся определенным выбором элементов устройстьа. При выборе коли-тес:TDà витков обмоток трансформатора 5 нэ соотношений; п с ила F 1 л2

, . Р= )

Всоэффнциент передачи управляемого делителя напряжения К<, а следовательно, и кодовьй эквивалент N иэ— меряемого давления не зависят от температуры

Б общем случае., как аддитивная составляющая погрчпности, характеризуемая величиной /", так н мультипликативная составляющая погрешности моста, характеризуемая величинами М и 3 например, для

I мостовых полупроводниковых тензопреобразователей зависят от темпе1О ратуры нелинейно, но в любом ограниченном диапазоне температур они могут быть с достаточной степенью точности аппроксиммированы прямыми., t

15 Таким образом в результате осуществления управляемого делителя напряжения напряжением, зависящим от проводимости моста достигается компенсация мультипликатив20 ной составляющей температурной погрешности, а на вход нуль-органа по" дается напряжение, скомпенсированное по аддитивной составляющей температурной погрешности.