CN2577235Y - 高精度增益可调动态应变仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度增益可调动态应变仪，这种设备中带有一个由高阻抗运算放大器、反馈电阻及可调电阻电位器组成的高阻抗精密可调差动式前置放大装置，该装置由两个高阻抗运算放大器、两个反馈电阻、一个可调电阻电位器组成，能提高对微小应变信号源的输入阻抗、灵活而精密地调节增益，降低对通用集成仪表放大器的要求，从而提高微小动态应变信号的放大精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工程测试技术中的动态应变信号放大装置。
背景技术
目前国内生产的RSM-24FD浮点工程动测仪、RS-1616K、FD-P204全程浮点工程动测仪等装置中都具有动态应变放大装置。在这些装置中，通常直接采用集成仪表放大器对直流应变电桥的输出信号进行放大，因而当输入信号幅度太小而增益设置太高时，则由于集成仪表放大器电气性能指标的限制而造成增益误差太大，而且其增益无法精确调节。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高精度增益可调动态应变放大装置，能在动态应变信号的工程测试中提高对微小信号源的输入阻抗、灵活而精密地调节增益、突破集成仪表放大器电气性能指标的极限从而达到实现对微小动态应变信号的放大精度的提高。
为达到上述目的，本实用新型在上述高精度增益可调动态应变仪中采用了一个高阻抗精密可调差动式前置放大装置，该装置由两个高阻抗运算放大器、两个反馈电阻、一个可调电阻电位器组成；两个反馈电阻的两端分别与两个运算放大器的反相输入端和输出端连接，可调电阻电位器的两端分别与两个运算放大器的反相输入端连接，两个运算放大器的同相输入端分别与应变电桥的差动输出端连接，两个运算放大器的输出端分别与集成仪表放大器的差动输入同相与反相端连接。
附图说明
图1高精度增益可调动态应变仪结构框图
图2高阻抗精密可调差动式前置放大装置电路原理图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1所示，本实用新型的高精度增益可调动态应变仪由直流应变电桥、差动式仪表放大器、自动平衡电路及状态监视电路组成；差动式仪表放大器由高阻抗精密可调差动式前置放大器和集成仪表放大器组成。RX1、RX2、RX3、RX4为四个阻值相等的电阻应变片，组成电阻全桥，由直流电压VB提供桥压，当被测点应变物理量发生动态变化时产生动态应变信号Vi，Vi经差动方式接入高阻抗精密可调差动式前置放大装置，Vi经高输入阻抗输入耦合及增益精密调节的前置放大后，其输出信号再送至集成仪表放大器放大形成输出信号Vs，Q1、Q2是单片机输出的数字控制信号，自动平衡电路在Q1、Q2的逻辑控制下对Vs中的初始静态不平衡信号进行采样和记忆并反馈到集成仪表放大器的输出电压参考补偿端，使电阻应变桥初始不平衡引起的Vs的静态偏移电压被补偿回零，状态监视电路将Vs的平衡状态通过发光二级管的不同颜色分档显示，当动态应变信号产生时，最终可得到不含静态不平衡分量的所需动态应变信号，该信号当幅值很小时的放大精度得到提高且增益精密可调。此外，前置放大装置与集成仪表放大器实现了增益分配，大大增加了整体动态应变放大器的增益带宽乘积。
在图2中，由运算放大器A1、A2及反馈电阻Rf1、Rf2和精密可调三端电阻电位器RW组成一个高阻抗精密可调差动式前置放大装置。A1、A2选用具有高输入阻抗的由结型场效应管工艺集成的运算放大器，Rf1、Rf2为阻值相等的精密碳膜电阻，A1与Rf1、A2与Rf2分别构成两个相同的同相输入比例放大器，RW采用精密可调三端多圈电阻电位器，RW的中间抽头与其一端连接而形成一个精密可调电阻，RW的两端分别与A1、A2的反相输入端连接，以浮地的方式给两个同相电压放大器提供负反馈电流通路，前置放大器增益为： (1)式中：G1——高阻抗精密可调差动式前置放大器增益；
Vi——输入电压；
Vo——输出电压；
Rf——反馈电阻值(取Rf1＝Rf2＝Rf)由(1)式可得：
由于本实用新型采用的高阻抗精密可调前置放大装置具有高输入阻抗和增益精密可调的特点，在动态应变信号的工程测试中可提高对微小信号源的输入阻抗，从而提高了放大精度；微小动态应变信号经前置放大器放大后再送至高增益的集成仪表放大器，可降低对集成仪表放大器的电气性能指标的要求；集成仪表放大器通常设置为固定增益，带有一个上述的前放则可使总增益灵活可调并可提高系统的增益带宽乘积。
Claims (2)
1.一种由直流应变电桥提供输入，带有差动仪表放大器、自动平衡电路及状态监视电路的高精度增益可调动态应变仪，其特征在于：差动仪表放大器带有一个高阻抗精密可调差动式前置放大装置，该装置由两个高阻抗运算放大器、两个反馈电阻、一个可调电阻电位器组成；两个反馈电阻的两端分别与两个运算放大器的反相输入端和输出端连接，可调电阻电位器的两端分别与两个运算放大器的反相输入端连接，两个运算放大器的同相输入端分别与应变电桥的差动输出端连接，两个运算放大器的输出端分别与仪表放大器的差动输入同相与反相端连接。
2.根据权利要求1所述的高精度增益可调动态应变仪，其特征在于：高阻抗精密可调差动式前置放大装置的增益由反馈电阻与可调电阻电位器电阻值一半的比值确定。
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| CN 02284119 CN2577235Y (zh) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | 高精度增益可调动态应变仪 |
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| CN 02284119 CN2577235Y (zh) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | 高精度增益可调动态应变仪 |
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| CN 02284119 Expired - Fee Related CN2577235Y (zh) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | 高精度增益可调动态应变仪 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101957167B (zh) * | 2009-07-21 | 2012-07-04 | 上海宝冶工程技术有限公司 | 一种大型应变测试系统的性能调试方法 |
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| CN110006330A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-12 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种宽阻值范围电阻应变传感器的应变测试归零电路 |
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2002
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20031001 Termination date: 20111108 |