CS261806B1 - Zapojenie pre snímanie tlaku pomocou piezorezistívneho tenzometrického mostíka - Google Patents

Description

Vynález sa týká zapojenia pre snimanie tlaku pomocou piezorezistívneho tenzometrického mostíka alebo piezorezistívnych odporov či běžných tenzometrických odporov, ktoré rieši otázku minimalizácie počtu obvodových súčiastok.

Doteraz známe zapojenia pre snimanie tlaku pomocou rSznych tenzometrov používali rožne komplikované zapojenia v obvode zdroja konštantného prúdu a vo vyhodnocovacej časti sa používali zapojenia, ktoré samostatné riešili diferenciálny súčet potenciálov z tenzometrického snímača, nastavenie zisku a nulovanie.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené zapojením podl'a vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že zdroj konštantného prúdu, ktorým je napájaná hlavná diagonála piezorezistívneho tenzometrického mostíka je tvořený zdrojom konštantného napatia, pracovným odporom a prúdovým zosilňovačom. Diferenciálně napatie z piezorezistívneho tenzometrického mostíka je přivedené priamo na diferenciálně vstupy diferenciálneho zosilňovača, pričom spatná vazba tohto zosilňovača je zavedená z jeho výstupu na invertujúci vstup cez spátnovazobný odpor, ktorým sa riadi napaťový zisk. Nulovanie diferenciálneho zosilňovača je zavedené cez nulovací potenciometer a nulovací odpor.

Použitím zdroja konštantného napatia, pracovného odporu a prúdového zosilňovača, ktorým bývá obvykle běžný operačný zosilňovač sa dosiahne najjednoduchším sposobom zdroj konštantného prúdu pre napájanie piezorezistívneho tenzometrického mostíka. Tým, že diferenciálně vstupy piezorezistívneho tenzometrického mostíka sú připojené priamo na vstupy diferencálneho zosilňovača sa využijú všetky dobré vlastnosti tohto diferenciálneho zosilňovača ako sú plávajúci vstup a nesymetrický výstup. Zároveň sa výstupný odpor piezoelektrického tenzometrického mostíka využívá ako vstupný odpor diferenciálneho zosilňovača v priamej vazbě a skutočnosť, že výstupné odpory oboch vetiev diferenciálneho tenzometrického mostíka sú vo vyváženom stave rovnaké, má ako dosledok minimálny drifft diferenciálneho zosilňovača.

Použitím nulovacieho odporu a nulovacieho potenciometra je možné 1'ubovol'ne volit pracovný bod tohto obvodu, čc· znamená, že pracovnú oblast diferenciálneho zosilňovača je možné orientovat okolo nuly alebo 1'ubovol'ne zvolenej hodnoty operačnej jednotky diferenciálneho zosilňovača. Ten istý účinok sa dosiahne aj pri zavedení nulovacieho odporu do neinvertujúceho vstupu diferenciálneho zosilňovača a v oboch prípadoch bez ohladu na jeho zisk.

Na priloženom obrázku je znázorněné příkladné prevedenie zapojenia podía vynálezu, kde zdroj 1 konštantného napatia je cez pracovný odpor 2 připojený na invertujúci vstup prúdového zosilňovača 3, vstup a výstup prúdového zosilňovača 3 sú připojené na vstu,p A a B hlavnej diagonály piezorezistívneho tenzometrického mostíka 4 a jeho diferenciálně výstupy C a D sú připojené na diferenciálně vstupy diferenciálneho zosilňovača 5. Spátnovázhový odpor 8 diferenciálneho zosilňovača 5 je připojený z jeho výstupu na invertujúci vstup. Nulovací potenciometer 7 je připojený cez nulovací odpor 8 na invertujúci vstup diferenciálneho zosilňovača 5. Předmětný vynález sa dá aplikovat rovnako pre piezorezistívne odporové mostíky, integrované piezorezistívne odpory ako aj tenzometrické odpory. Výhodou zapojenia podía vynálezu je to, že například pre piezorezistívne tenzometrické odpory netřeba robit' nulovanie pomocou nízkých hodnót nulovacích potenciometrov, ale stačí iba přibližné vynulovanie a konečné nulovanie sa dá urobit pomocou nulovacieho odporu hodnoty asi a 2 rády vyššej ako vnútorný οάροτ použitého mostíka bez straty linearity převodu tlak—výstupné napatie. Ďalšou výhodou zapojenia podía vynálezu je aj to, že robí převod tenzometrického napatia na elektrické napatie s najmenším možným počtom obvodových súčiastok.

Claims (1)

1. PREDMET Zapojenie pre snimanie tlaku pomocou piezorezistívneho tenzometrického mostíka, ktorý obsahuje zdroj konštantného napatia, pracovný odpor, prúdový zosilňovač, piezorezistívny tenzometrický mostík a diferenciálny zosilňovač vyznačené tým, že výstup zdroja (lj konštantného napatia je cez pracovný odpor (2) připojený na invertujúci vstup prúdového zosilňovača (3) a zároveň na vstup (Aj hlavnej diagonály piezorezlstívneho tenzometrického mostíka (4), pričom výstup prúdového zosilňovača (3) je připojený na druhý vstup (B) hlavnej dia- gonály tenzometrického mostíka (4), pričom výstup (Dj tohoto mostíka (4) je připojený na neinvertujúci vstup diferenciálneho zosilňovača (5) a výstup (Cj piezorezistívneho tenzometrického mostíka (4) je připojený na invertujúci vstup diferenciálneho zosilňovača (5), ktorý je zároveň cez najmenej jeden nulovací odpor (6) připojený na najmenej jeden nulovací potenciometer (7), pričom výstup (Ej diferenciálneho zosilňovača (5) je připojený cez spatnovazobný odpor (8) na jeho invertujúci vstup. 1 list výkresov 261806