Многоканальный преобразователь изменения сопротивления в напряжение с биполярно-дискретизированными входными сигналами

Многоканальный преобразователь изменения сопротивления в напряжение с биполярно-дискретизированными входными сигналами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<" 5I4252

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21,06.74 (21) 2035909/21 с присоединением заявки Xo— (23) Приоритет—

Опубликовано 15,05.76. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 17.01.77 (51) М Кл С OIR 27/00

Н ОЗК 13/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР

ari делам изооретений и аткрмтий (53) УДК 621.317.79 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Михеев и Г. И. Нечаев (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ С БИПОЛЯРНОДИСКРЕТИЗИРОВАННЫМИ ВХОДНЫМИ СИГНАЛАМИ

Изобретение относится к области тензометрии и может быть использовано в многоканальных тензостанциях с временным уплотнением каналов.

Известны многоканальные преобразователи изменения сопротивления в напряжение с биполярно-дискретизированными входными сигналами, содержащие два управляемых источника тока группы тензорезисторов, включенные в соединенные с земляной шиной смежные плечи моста, ключевые блоки и хронизатор.

Однако известное устройство обладает невысокой чувствительностью.

При равенстве сопротивлений тензорезисторов моста между собой чувствительность равна

I) Я

6= (1) где IR — ток, протекающий через активный тензорезистор (датчик);

R — сопротивление активного тензорезистора (датчика).

С целью повышения чувствительности преобразователя изменения сопротивления в напряжение в предлагаемый многоканальный преобразователь введен суммирующий операционный усилитель, к входам которого подсоединены общие точки двух равных групп тензорезисторов, причем эти же точки, через два ключевых блока каждая, подключены к двум управляемым источникам тока, а концы тензорезисторов одной группы соединены с соот5 ветствующими концами тензорезисторов другой группы, и полученные вторые концы пар тензорезисторов подключены через отдельные ключевые блоки к земляной шине.

На чертеже приведена принципиальная

1Ц схема предлагаемого преобразователя.

Многоканальный преобразователь изменения сопротивления в напряжение с биполярнодискретизированными входными сигналами содержит два управляемых источника тока 1 и

15 2, четыре ключевых блока 3, с помощью которых к источникам тока подключаются две равные группы тензорезисторов 4 и 5, каждая из которых содержит и тензорезисторов 6, где и — число каналов, и ключевых блоков 7, 2î обеспечивающих поочередное подключение к общему выходу преобразователя всех каналов, суммирующий операционный усилитель 8 и хронизатор 9, обеспечивающий совместную работу всех блоков преобразователя.

25 Многоканальный преобразователь работает следующим образом.

Хронизатор 9 выдает с выходов 10 и 11 им. пульсы длительностью 2т с периодом повторе ния Т. Эти импульсы поступают на управляезо мые источники тока 1 и 2, которые вырабаты514252 вают им!!ульсы !ока одшгаковой амп IHгуды, но противопо.!!о>кцой полярности. Импульсы с выходов 12 и 13 хронизатора 9, начало которых совпадает с началом импульсов с выходов 10 и 11, а длительность равна т, поступают на два ключевых блока 3 и открывают их, при этом управляемый источник тока 1 подключен к группе тензорезисторов 4, а источник тока 2 — к группе тензорезисторов 5. Ток протекает только по одному тензорезистору 6 в каждой группе. Эти пары тензорезисторов выбраны (подключены к земляной шине) с по. мощью одного из ключевых блоков 7, на который в данный момент времени поступает управляющий импульс с выхода 14 (или 15) хро низ атор а 9.

Общие точки групп тензорезисторов 4 и 5 соединены с входами суммирующего операционного усилителя. При равенстве сопротивлений тензорезисторов 6 разных групп (тензорезисторов 4 и 5) амплитуды входных сигналов операционного усилителя равны между собой и противоположны по знаку, поэтому на выходе усилителя сигнал равен нулю. При изменении сопротивления одного из тензорезисторов (датчика) на выходе усилителя появится напряжение разбаланса.

Полярность напряжения разбаланса зависит от знака изменения сопротивления тензорезистора (датчика). По окончании действия импульсов на выходах 12 и 13 хронизатора 9 два открытых ключевых блока 3 закрываются. Хронизатор 9 выдает с выходов 16 и 17 импульсы длительностью т, под воздействием которых открываются два других ключевых блока 3, при этом источник тока 1 оказывается подключен уже к группе тензорезисторов 5, а источник тока 2 — к группе тензорезисторов 4. Полярность сигналов на входах суммирующего операционного усилителя меняется на противоположную. На выходе усилителя появится напряжение разбаланса, амплитуда которого равна, а полярность противоположна полярности выходного сигнала в первый интервал времени Т.

1 !!!п об!)а. оъ! Осущсг Б. !ястся бн!!о, !ярняя д!!скрсг1!бац!!я выходных сигналов преобразователя. Суммарный размах выходного напряжения, несущий информацию об измеряемом

5 параметре, размен живых = 2 RK где 1 — амплитуда импульсов тока, формируемых источниками тока 1 и 2;

1p AR — изменение сопротивления тензорезистора 6, входящего в одну из групп (например, в группу тензорезисторов 4);

К вЂ” коэффициент передачи суммирующего

15 операционного усилителя, равный отношению сопротивления резистора в цепи обратной связи к сопротивлению резистора па входе усилителя.

Чувствительность преобразователя, определяемая отношением U,„, к вызвавшему его относительному изменению сопротивления тензорезистора ЬК/R, равна

6 = 2IRK (2) Формула изобретения

Многоканальный преобразователь изменения сопротивления в напряжение с биполярнодискретизированными входными сигналами, gp содержащий два управляемых источника тока, группы тензорезисторов, включенные в соединенные с земляной шиной смежные плечи моста, ключевые блоки и хронизатор, отличиюи1ийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, в схему введен суммирующий операционный усилитель, к входам которого подсоединены общие точки двух равных групп тензорезисторов, причем эти же точки, через два ключевых блока каждая, подключены к двум управляемым источникам тока, а концы тензорезисторов одной группы соединены с соответствующими концами тензорезисторов другой группы, и полученные вторые концы пар тензорезисторов подключены через отдель45 ные ключевые блоки к земляной шине.

514252

1З 17

Составитель А. Михеев

Техред 3. Таранеико

Редактор T. Янова

Корректор Н. rL) ê

МОТ, Загорский филиал

Заказ № 5200 Изд. № 1363 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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