Die Erfindung betrifft eine umschaltbare, mit Stromimpulsen gespeiste
Brückenschaltung zur aufeinanderfolgenden Abfrage mehrerer Meßstellen, mit drei
gemeinsamen Brückenwiderständen, von denen einer ein passiver, der Temperaturkompensation
dienender Meßwertaufnehmer ist, und mit mehreren, jeweils einer der Meßstellen zugeordneten
und einzeln nacheinander als vierter Brückenwiderstand anschaltbaren aktiven widerstandsbeeinflußten
temperaturabhängigen Meßwertaufnehmern, insbesondere Dehnungsmeßstreifen, sogenannte
»Viertelsbrücke«. The invention relates to a switchable, supplied with current pulses
Bridge circuit for sequential interrogation of several measuring points, with three
common bridge resistors, one of which is a passive one, the temperature compensation
serving transducer is, and with several, each assigned to one of the measuring points
and active resistance-influenced elements that can be connected individually one after the other as a fourth bridge resistor
temperature-dependent transducers, in particular strain gauges, so-called
"Quarter Bridge".
Eine bekannte derartige Viertelsbrücke hat den Nachteil, daß sie zufolge
der unterschiedlichen Eigenerwärmung der einzelnen aktiven Dehnungsmeßstreifen und
des gemeinsamen passiven Dehnungsmeßstreifens eine beträchtliche Nullpunktswanderung
aufweist.A known such quarter bridge has the disadvantage that they result
the different self-heating of the individual active strain gauges and
of the common passive strain gauge a considerable zero point drift
having.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Brücke synchron
mit der Anschaltung jeweils eines der aktiven Meßwertaufnehmer von einer Meßimpulsstromquelle
mit einem Konstantstromimpuls gespeist wird und die von der Brücke abgeschalteten
aktiven Meßwertaufnehmer an eine Vorheizspannungsquelle angelegt sind. Auf diese
Weise wird den aktiven einzelnen Meßwertaufnahmern dieselbe Energie zugeführt wie
dem gemeinsamen passiven Meßwertaufnehmer. Damit diese gleichmäßige Energiezufuhr
bei Unterbrechungen im Ablauf einer Meßreihe nicht gestört wird, empfiehlt es sich,
daß die Vorheiz-Spannungsquelle eine synchron mit der Meßimpulsstromquelle laufende
Impulsspannungsquelle ist. The invention avoids this disadvantage in that the bridge is synchronous
with the connection of one of the active transducers from a measuring pulse current source
is fed with a constant current pulse and switched off by the bridge
active transducer are connected to a preheating voltage source. To this
The same energy is supplied to the active individual transducers as
the common passive transducer. So that this even supply of energy
is not disturbed in the event of interruptions in the course of a measurement series, it is advisable to
that the preheating voltage source is synchronous with the measuring pulse current source
Pulse voltage source is.
Es ist nun zwar aus ATM J 135-8, Lieferung 233 vom Juni 1955, S.
136 an sich bekannt, mehrere Meßstellen zyklisch abzufragen. Doch ist bei dieser
bekannten Anordnung, die die gleichzeitige Sichtbarmachung einer Vielzahl von Meßergebnissen
sowie die Einsparung von Meßverstärkern bezweckt, jede Meßstelle mit jeweils einer
vollständigen DMS-Halbbrücke versehen, die ausgangsseitig alle parallelgeschaltet
und mit einem Oszillographen, und die eingangsseitig mit gesonderten, nacheinander
jeweils einen Speisespannungsimpuls abgebenden Wicklungen eines Impulsgenerators
verbunden sind. Bei dieser bekannten Anordnung tritt das der Erfindung zugrunde
liegende Problem der ungleichen Erwärmung nicht auf, und es werden andere als die
erfindungsgemäßen Mittel angewandt. It is now from ATM J 135-8, delivery 233 from June 1955, p.
136 known per se to interrogate several measuring points cyclically. But is with this one
known arrangement, the simultaneous visualization of a large number of measurement results
as well as the saving of measuring amplifiers aims, each measuring point with one
complete DMS half-bridge, all of which are connected in parallel on the output side
and with an oscilloscope, and the input side with separate, one after the other
Windings of a pulse generator each emitting a supply voltage pulse
are connected. In this known arrangement, the invention is based
lying problem of unequal heating does not arise and there will be other than that
Agent according to the invention applied.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
schematisch dargestellt. The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment
shown schematically.
Jeder von vier aktiven Dehnungsmeßstreifen 1, 1', 1", 1"' ist an
einer von vier Meßstellen angeordnet. Each of four active strain gauges 1, 1 ', 1 ", 1"' is on
one of four measuring points arranged.
Die ersten Anschlüsse der Dehnungsmeßstreifen 1 sind zusammen mit
dem ersten Anschluß eines ersten Brückenwiderstandes 2 mit einem ersten Stromeinspeisepunkt3
und ihre zweiten Anschlüsse jeweils über einen von vier Schaltern 4, 4', 4", 4"',
welche zyklisch von einer Schalteinrichtung 5 betätigt werden, sind mit einem andererseits
an einem zweiten Stromeinspeisepunkt 6 liegenden gemeinsamen passiven Blindmeßstreifen
7 verbunden. Ein zweiter, mit dem Stromeinspeisepunkt 6 verbundener Brückenwiderstand
8 vervollständigt die Brückenschaltung 1, 2, 7, 8. Die Brückenwiderstände2, 8 sind
über vier parallelgeschaltete jeweils einen geringen Widerstand aufweisende Spannungsteiler
9, 9', 9", 9"' miteinander verbunden, deren Abgriffe jeweils über einen mit den
Schaltern 4 synchron betätigten Schal-
ter 10, 10', 10", 10"' mit einer ersten Brückenausgangsklemme
11 verbunden sind. Eine zweite Brükkenausgangsklemme 12 wird vom Verbindungspunkt
zweier Thompson-Widerstände 13, 13' gebildet, von denen der Widerstand 13' andererseits
mit dem Blindmeßstreifen 7 und der Widerstand 13 andererseits über die Arbeitskontaktseiten
von vier synchron mit den Schaltern 4 und 10 betätigten Umschaltern 14, 14', 14",
14"' mit jeweils einem der aktiven Dehnungsmeßstreifen 1 verbunden ist. Zwischen
die vielfachgeschalteten Ruhekontaktseiten der Schalter 14 und den ersten Stromeinspeisepunkt
3 ist eine Vorheizspannungsquelle 15 geschaltet. Eine Meßimpulsstromquelle 16 liegt
über Umpolumschalter 17, 17' an den Stromeinspeisepunkten 3, 6. Die erste Brückenausgangsklemme
11 liegt über acht Schalter 18, 18 a, 18' bis 18 a"' an den ersten Klemmen von acht
Speicherkondensatoren 19, 19 a, 19' bis 19 a"', deren zweite Klemmen vielfachgeschaltet
und über einen Trennschalter 20 mit der zweiten Brückenausgangsklemme 12 verbunden
sind. Die ersten Klemmen der Speicherkondensatoren 19 liegen an acht Ausgangsklemmen
21, 21 a, 21' bis 2in"', über die in nicht näher dargestellter Weise die Weiterverarbeitung
der gespeicherten Spannungen erfolgt.The first connections of the strain gauges 1 are together with
the first connection of a first bridge resistor 2 with a first current feed point 3
and their second connections each via one of four switches 4, 4 ', 4 ", 4"',
which are cyclically operated by a switching device 5, are on the other hand
common passive blind measuring strips located at a second power feed point 6
7 connected. A second bridge resistor connected to the current feed point 6
8 completes the bridge circuit 1, 2, 7, 8. The bridge resistors 2, 8 are
Via four voltage dividers connected in parallel, each with a low resistance
9, 9 ', 9 ", 9"' connected to each other, the taps of which each have one with the
Switches 4 synchronously operated switch
ter 10, 10 ', 10 ", 10"' with a first bridge output terminal
11 are connected. A second bridge output terminal 12 is from the connection point
two Thompson resistors 13, 13 'formed, of which the resistor 13' on the other hand
with the blind measuring strip 7 and the resistor 13 on the other hand via the normally open contact sides
four changeover switches 14, 14 ', 14 "operated synchronously with switches 4 and 10,
14 '' 'is connected to one of the active strain gauges 1. Between
the multiple-switched normally closed contact sides of the switch 14 and the first current feed point
3, a preheating voltage source 15 is connected. A measuring pulse current source 16 is located
Via polarity reversal switches 17, 17 'at the power supply points 3, 6. The first bridge output terminal
11 is via eight switches 18, 18 a, 18 'to 18 a "' at the first terminals of eight
Storage capacitors 19, 19 a, 19 'to 19 a "', the second terminals of which are multiple-connected
and connected to the second bridge output terminal 12 via a circuit breaker 20
are. The first terminals of the storage capacitors 19 are connected to eight output terminals
21, 21 a, 21 'to 2in "', via which the further processing is not shown in detail
of the stored voltages takes place.
Die Anordnung arbeitet in der Weise, daß die Schalteinrichtung 5
einerseits periodisch die Vorheizspannungsquelle 15 und die Meßimpulsstromquelle
16 zur Abgabe von Impulsen steuert und gleichzeitig damit die einzelnen Schalter
der Schaltergruppen 4, 10, 14 und 18 zyklisch fortschaltet, wobei die Schalter der
Schaltergruppen 4, 10 und 14 eine halb so schnelle Fortschaltung erfahren als die
Schalter der Schaltergruppe 18. Die Umpolumschalter 17, 17' der Meßimpulsstromquelle
16 werden gemeinsam im schnelleren Rhythmus der Schalter 18 betätigt. Auf diese
Weise wird jede Meßstelle mit zwei Meßstromimpulsen entgegengesetzter Polarität
beschickt, und die beiden Meßergebnisse werden dabei nacheinander in zwei Kondensatoren,
z. B. 19' und 19a', eingespeichert. Bei der Abfrage steht an den Ausgangsklemmen,
z. B. 21' und 21a', die Summe der beiden Meßergebnisse zur Verfügung, die bekanntlich
frei ist von Thermospannungsfehlern der Meßanordnung. The arrangement works in such a way that the switching device 5
on the one hand periodically the preheating voltage source 15 and the measuring pulse current source
16 controls for the delivery of pulses and at the same time controls the individual switches
of switch groups 4, 10, 14 and 18 advances cyclically, the switches of the
Switch groups 4, 10 and 14 experience half as fast an advance as that
Switches of switch group 18. The polarity reversal switches 17, 17 'of the measuring pulse current source
16, the switches 18 are operated together in a faster rhythm. To this
Each measuring point is provided with two measuring current pulses of opposite polarity
charged, and the two measurement results are sequentially stored in two capacitors,
z. B. 19 'and 19a', stored. When queried, the output terminals read
z. B. 21 'and 21a', the sum of the two measurement results available, which is known
is free of thermal voltage errors in the measuring arrangement.
Wenn gewährleistet ist, daß die Messung ständig zyklisch ohne Unterbrechung
abläuft, kann an Stelle einer impulsweise arbeitenden Vorheizspannungsquelle (15
im dargestellten Ausführungsbeispiel) auch eine kontinuierliche Vorheizspannungsquelle
von entsprechend geringerer Spannung vorgesehen sein. If it is guaranteed that the measurement is always cyclical without interruption
expires, instead of a pulsed preheating voltage source (15
in the illustrated embodiment) also a continuous preheating voltage source
be provided with a correspondingly lower voltage.