CS230503B1

CS230503B1 - Power supply connection for semiconductor strain gauge bridges

Info

Publication number: CS230503B1
Application number: CS567580A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Fikar; Ladislav Korec
Original assignee: Zdenek Fikar; Ladislav Korec
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1980-09-19
Publication date: 1984-08-13

Abstract

Vynález se týká zapojení napájecího zdroje pro polovodičové tenzometrické můstky, které umožňuje kompenzaci teplotní citlivosti těchto můstků. Zapojení je možno použít v měřicí technice při měření neelektrických veličin. Napájecí diagonála tenzometrického můstku je připojena mezi výstupní a zemnicí svorku zapojeni, které využívá vlastnosti, že velikost odporu polovodičového můstku je závislá na teplotě a v souladu s touto závislostí se mění napájecí napětí pomocí odporů tak, aby byla kompenzována závislost ·*'. citlivosti výstupního signálu na teplotě. Zapojení lze vytížit v měřicí a regulační technice všude tam, kde je zapotřebí potlačit závislost citlivosti na teplotě * různých snímačů (sil, tlaku, deformace), které využívají polovodičových tenzometrú.The invention relates to a power supply circuit for semiconductor strain gauge bridges, which enables compensation of the temperature sensitivity of these bridges. The circuit can be used in measurement technology for measuring non-electrical quantities. The supply diagonal of the strain gauge bridge is connected between the output and ground terminals of the circuit, which uses the property that the resistance of the semiconductor bridge depends on the temperature and in accordance with this dependence the supply voltage is changed using resistors so as to compensate for the dependence of the sensitivity of the output signal on the temperature. The circuit can be used in measurement and control technology wherever it is necessary to suppress the dependence of the sensitivity on the temperature of various sensors (forces, pressure, deformation) that use semiconductor strain gauges.

Description

Vynález se týká zapojení napájecího zdroje pro polovodičové tenzometrické můstky, které umožňuje kompenzaci teplotní závislosti citlivosti tenzometrického můstku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a power supply circuit for semiconductor strain gauge bridges that allows temperature compensation of the strain gauge bridge sensitivity.

Pro kompenzaci citlivosti v závislosti na teplotě u tenzometrických můstků se využívá různých elektronických zapojení, jako jsou např. zapojení s teplotně závislými odpory nebo pomocí napájení ze zdroje konstantního proudu. Tyto a podobné metody v případě použití ve spojení s polovodičovými a především s difundovanými polovodičovými tenzometry vykazovaly nedostatky buá v nedostatečné kompenzaci; nebo v poměrné složitosti nastavení kompenzace, popřípadě v malém rozsahu teplot, kde se tenzometrický měřicí můstek nacházel ve vykompenzovaném stavu.Various electronic connections, such as temperature-dependent resistors or constant current supply, are used to compensate for temperature-dependent sensitivity for strain-gauge bridges. These and similar methods, when used in conjunction with semiconductor and in particular diffused semiconductor strain gauges, showed deficiencies in either insufficient compensation; or in the relative complexity of the compensation setting, possibly in a small temperature range where the strain gauge bridge was in a compensated state.

Uvedené nedostatky jsou podstatně odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jeden pól zdroje konstantního napětí je připojen jednak na první odpor a jednak přes třetí odpor na výstupní svorku, přičemž druhý odpor je jedním koncem připojen k zemnicí svorce, ke které je připojen také druhý pól zdroje konstantního napětí a druhým koncem jednak k prvnímu odporu a jednak přes pátý odpor k invertujícímu vstupu rozdílového operačního zesilovače, jehož výstup je spojen jednak přes Šestý odpor s invertujícím vstupem rozdílového operačního zesilovače a jednak přes čtvrtý odpor s výstupní svorkou, která je zároveň spojena s neinvertujícím vstupem rozdílového operačního zesilovače.These drawbacks are substantially eliminated by the circuitry according to the invention, which consists in that one pole of the constant voltage source is connected both to the first resistor and through the third resistor to the output terminal, the other resistor being connected at one end to the ground terminal to which it is connected. also connected the second pole of the constant voltage source and the other end to the first resistor and through the fifth resistor to the inverting input of the differential opamp, the output of which is connected via the Sixth resistor to the inverting input of the differential opamp and it is also connected to the non-inverting input of the differential opamp.

Konkrétní zapojení podle vynálezu je znázorněno na výkrese. Napájecí napětí tenzometrického můstku je odvozeno ze zdroje i konstantního napětí, jehož jeden pól je připojen jednak na první odpor 2 a jednak přes třetí odpor 4 na výstupní svorku 5· Druhý odpor 2 je jedním koncem připojen k zemnicí svorce 10, ke které je připojen také druhý pól zdroje 1 konstantního napětí a druhým koncem jednak k prvnímu odporu 2 a jednak přes pátý odpor 6 k invertujícímu vstupu rozdílového operačního zesilovače 8, jehož výstup je spojen jednak přes šestý odpor I s invertujícím vstupem rozdílového operačního zesilovače 8 a jednak přes čtvrtý odpor 2 ^ε výstupní svorkou 2> která je zároveň spojena s neinvertujícím vstupem rozdílového operačního zesilovače 8.A particular circuit according to the invention is shown in the drawing. The supply voltage of the strain gauge bridge is derived from a constant voltage source, one pole of which is connected both to the first resistor 2 and through the third resistor 4 to the output terminal 5. · The other resistor 2 is connected to the earthing terminal 10 with one end the second pole of the constant voltage source 1 and the other end to the first resistor 2 and to the inverting input of the differential operational amplifier 8 via the fifth resistor 6, the output of which is connected via the sixth resistor I to the inverting input of the differential operational amplifier 8 ^ε output terminal 2> which is also connected to non-inverting input of differential opamp 8.

Volbou velikosti čtvrtého, pátého a šestého odporu lze značně vykompenzovat závislost citlivosti výstupního napětí z tenzometrického můstku na teplotě. Napájecí diagonála tenzometrického můstku je připojena mezi výstupní svorku a zemnicí svorku. Využívá se vlastnosti, že velikost odporu polovodičového tenzometrického můstku je závislá na teplotě e v souladu s touto závislostí se mění napájecí napětí můstku tak, aby byla kompenzována závislost citlivosti výstupního signálu na teplotě. V uvedeném zapojení lze tuto závislost potlačit více než 10x v poměrně velkém teplotním rozsahu 0 až 60 °C. Volbou hodnoty prvního, druhého a třetího odporu lze stanovit velikost počátečního napájecího napětí.By selecting the size of the fourth, fifth and sixth resistors, the dependence of the sensitivity of the output voltage from the strain gauge bridge to temperature can be greatly compensated. The strain gauge bridge supply diagonal is connected between the output terminal and the ground terminal. It is utilized that the resistance value of the semiconductor strain gauge bridge is temperature-dependent. Accordingly, the supply voltage of the bridge is varied to compensate for the sensitivity of the output signal to temperature. In this connection, this dependence can be suppressed more than 10 times over a relatively large temperature range of 0 to 60 ° C. By selecting the value of the first, second and third resistors, the magnitude of the initial supply voltage can be determined.

Zapojení napájecího zdroje pro tenzometrické polovodičové můstky lze využít v měřicí a regulační technice všude tam, kde je zapotřebí potlačit závislost citlivosti na teplotě různých snímačů, např. snímačů sil, tlaku a deformace, které využívají polovodičových tenzometrů.The connection of the power supply for strain gauge semiconductor bridges can be used in measuring and control technology wherever it is necessary to suppress the dependence of sensitivity on temperature of various sensors, eg force, pressure and deformation sensors, which use semiconductor strain gauges.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Power supply connection for semiconductor strain gauge bridges characterized in that one pole of the constant voltage supply (1) is connected both to the first resistor (2) and through the third resistor (4) to the output terminal (9), the second resistor (3) is connected at one end to the ground terminal (10), to which the second pole of the constant voltage source (1) is connected and the other end to the first resistor (2) and through the fifth resistor (6) to the inverting input of the differential opamp ), the output of which is connected via the sixth resistor (7) to the inverting input of the differential opamp (8) and through the fourth resistor (5) to the output terminal (9), which is also connected to the non-inverting input of the differential opamp (8) .