Многоканальный тензопреобразователь
Патент 898260
Авторы
Многоканальный тензопреобразователь
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских .
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е ()898260
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 12. 76(21) 2428456/18-28 (51)М. Кд.
G 01 В 7/16
G 01 R 17/10 с присоединением заявки №
Государстааниый комитет (23) Приоритет
Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2, Дата опубликования описания 15 . 0 1. 82 по делам изобретений и открытий (53) УДК531 ° 781 ° .2:539 ° 3 (088.8) (72) Авторы изобретения
А.А.Михеев и Г.И.Нечаев (71) Заявитель
Рязанский радиотехнический институт (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ! ИэоЬретение относится к тензометри, в частности к многоканальным тензостанциям с временным уплотнением каналов.
Известен тензопреобразователь, содержащий два источника питания, две группы тензорезисторов, одни выходы тенэорезисторов каждой из групп соединены вместе, образуя общие точки, коммутатор, соединяющий другие выходы тензорезисторов с "земляной" шиной
1О и суммирующий операционный усилитель (1 ).
Недостатком известного устройства является то, что в данном устройстве
15 влияние на погрешность преобразования оказывает нестабильность сопротивлений резисторов, включенных на входе операционного усилителя.
Наиболее близким по технической
20 сущности и достигаемому эффекту является многоканальный тензопреобразователь, содержащий источник питания, два коммутатора, один из которых соединен с источником питания, две группы тензореэисторов, включенных между коммутаторами, блок переключения, соединенный с выходами второго коммутатора, и суммирующий усилитель, соединенный с выходами блока переключения (2).
Недостатком известного устройства является непостоянство сопротивления ключей, входящих в блок переключения, обусловленное изменением условий эксплуатации (например, изменением температуры окружающей среды), что приводит к погрешности преобразования.
Цель изобретения — уменьшение погрешности преобразования.
Это достигается тем, что тензопреобразователь снабжен двумя операционными усилителями, неинвертирующие входы которых соединены с выходами блока переключения, а выходы с входами суммирующего усилителя и с инвертирующим входом каждого усилителя.
0 ф
На первом входе (резистор 14)присутствует сигнал И„ = IR, а на втором (резистор 15) сигнал И, = -IR, При равенстве R сопротивлений тензорезисторов групп 3 и 4 сигнал на выходе усилителя 13 равен нулю. При изменении сопротивления тензорезистора одной из групп, например группы 3, под действием деформации на величину g R, на выходе усилителя 13 появляется полезный сигнал разбаланса: (.1р= IhR (1) Полянорность сигнала разбаланса в момент действия управляющего сигнала А обратна полярности разбалан1 са в момент действия управляющего сигнала А>, т.е. имеем биполярнодискретизированный выходной сигнал, амплитуда которого равна
0=2Tap, (2)
Погрешность, обусловленная неидентичностью характеристик ключей комканалов 5, оценивается выраИ мутатора
Под воздействием управляющих сигжением налов с выходов Я и А хронизатора, 18 источник 1 питания вырабатывает две последовательности биполярных импульсов тока. Полярность импульсов на выходе C обратна полярности
36
ГДч Г
1< импульсов тока на выходе С источника питания 1 . «Iejeз Ko i ig i BTQp 2, равляемый сигналами с выходов В„,..., В и хронизатора l8., выход С„ источника 1 питания, подключен i< одному из тензорезисторов группы 3, а выход
С, - к одному из тензорезисторов группы 4, Сигналы с тензорезисторов групп 3 и 4 через коммутатор 5, управляемый, как и. коммутатор 2 сигналами с выходов В„,...., В хронизатора 18, поступают на входы блока переключения 6. В момент действия импульса с выхода А хронизатора 18, ключи 7 и 9 открыты и тензорезисторы группы 3 подключены ко входу операционного усилителя 11, а тензорезисторы группы 4 - ко входу операционного усилителя 12. В момент действия импульса с выхода А хронизатора 18 открыт ключ 9 и 10 и тензорезисторы группы 3 подключаются ко входу операционного усилителя 12, а тензорезисторы группы 4 — ко входу операционного усилителя 11. Сигналы с выходов усилителей 11 и 12 поступают на входы суммирующего операционного усилителя 13 (резисторы 15 и 16).
%ERE
Ь К, относительное изменение
k 8 сопротивления тензорезистора (датчика)под действием деформации;
R - входное сопроивление операцх ционного усилителя 11, а погрешность от изменения сопротивления ключей бло45 ка переключения 6 оценивается выражением:
2. шl где лг - изменение разности сопротивлений ключей, входящих в блок переключения 6.
Выражения (3) и (4) показывают, что данный многоканальный тензопреИ образователь обеспечивает погрешность преобразования на 1-2 порядка меньше, чем в известных тензопреобразователях даже без специального подбора
3 89826
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого тензопреобразователя, Она содержит viñTo÷íèê 1 питания, к двум выходам <оторого через коммутатор 2 подклю ены две группы тензо . резисторов 3 и 4,. причем тензорезисторы группы 3 подключены к первому выходу, а тензорезисторы группы 4 ко второму выходу, коммутатор 5, «ерез который тензорезисторы группы 3 16 подключены к первому входу блока 6 переключения, состоящего из ключей 7-10, а тензорезисторы группы 4ко второму входу блока 6. Выходы ,блока 6 переключения соединены с 1ф неинвертирующими входами операционных усилителей 11 и 12. Выходы усилителей 11 и 12 соединены со входами суммирующего усилителя 13, выполненного на резисторах 14- 16 и усилите- ую ле 17 тока, тензопреобразователь содержит гакже хронизатор 18.
Тензопреобразователь работает следующим образом.
1 изменение разности сопротивлений ключей коммутатора 5, включающих активный и компенсационный тен зорезисторы соответствующего канала;
5 898260 и ключей по минимальному значению г отличающийся тем, что, и дг„, что, в свою очередь, увели- с целью уменьшения. погрешности пречивает идентичность характеристик образования, он снабжен двумя операпреобразования отдельных каналов меж- ционными усилителями, неинвертирующие ду собой. входы которых соединены с выходами блока переключения, а выходы - с входами суммирующего усилителя и с
Формула изобретения инвертирующим входом каждого усилителя.
Составитель В. Писаревский
Техред 3. Фанта Корректор О.Билак
Редактор А. Гулько
Заказ 11934/57 Тираж 613 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4
Многоканальный тензопреобразователь, содержащий источник питания, два коммутатора, один из которых соединен с источником питания, две группы тензорезисторов, включенных между коммутаторами, блок переключения,соединенный с выходами второго коммутатора, и суммирующий усилитель, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 514252, кл. G 01 R 27/00, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2073812/28, кл. G 01 В 7/16, 1974 прототип).