RU196707U1 - TENSOR RESISTOR SIGNAL SIMULATOR - Google Patents
TENSOR RESISTOR SIGNAL SIMULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU196707U1 RU196707U1 RU2019140907U RU2019140907U RU196707U1 RU 196707 U1 RU196707 U1 RU 196707U1 RU 2019140907 U RU2019140907 U RU 2019140907U RU 2019140907 U RU2019140907 U RU 2019140907U RU 196707 U1 RU196707 U1 RU 196707U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistance
- simulator
- resistors
- increment
- series
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для формирования заданного количества дискретных приращений сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора при проведении метрологических исследований и поверки быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме.Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей четырехпроводного имитатора дискретного приращения сопротивления тензорезистора на n+1 ступеней, где n - количество резисторов, предназначенных для формирования ступеней приращения сопротивления тензорезистора, заключающееся в увеличении количества ступеней приращения сопротивления тензорезистора в таком имитаторе до величины 2n+1 при уменьшении общего количества резисторов и каналов управления, предназначенных для формирования ступеней приращения сопротивления тензорезистора.Технический результат достигается тем, что имитатор сигналов тензорезистора, содержащий соединенную с токовым входом цепь последовательно соединенных резисторов, бесконтактный переключатель, входы которого соединены последовательно со всеми выводами цепи последовательно соединенных резисторов, а выходы которого соединены между собой и образуют первый измерительный выход, и опорный резистор, с одной стороны соединенный с выходом цепи последовательно соединенных резисторов, а с другой стороны - с токовым и вторым измерительным выводами, дополнительно содержит шунтирующий резистор и бесконтактный ключевой элемент, при этом шунтирующий резистор подсоединен параллельно опорному резистору через бесконтактный ключевой элемент. 1 ил.The utility model relates to measuring technique and is designed to generate a given number of discrete increments of resistance relative to the nominal resistance of the simulated strain gage during metrological studies and verification of high-speed measuring systems in automatic mode.The technical result of the utility model is to expand the functionality of a four-wire simulator of a discrete increment of resistance gage resistance by n + 1 steps, where n is the number of resistors designed to form the increments of the resistance of the strain gage, which consists in increasing the number of steps of the increment of the resistance of the strain gauge in such a simulator to 2n + 1 while reducing the total number of resistors and control channels designed to form the steps of the increment of resistance of the strain gage. The technical result is achieved by the fact that the simulator strain gauge signals, containing a series-connected resistors circuit connected to a current input, a tact switch, the inputs of which are connected in series with all the outputs of the circuit of series-connected resistors, and the outputs of which are connected to each other and form the first measuring output, and a reference resistor, on the one hand connected to the output of the circuit of series-connected resistors, and on the other hand, with the current and the second test leads, further comprises a shunt resistor and a contactless key element, while the shunt resistor is connected in parallel to the reference resistor through tact key element. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для формирования заданного количества дискретных приращений сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора при проведении метрологических исследований, поверки и калибровки быстродействующих измерительных систем в автоматическом режиме.The utility model relates to measuring technique and is intended to generate a given number of discrete increments of resistance relative to the nominal resistance of a simulated strain gauge during metrological studies, verification and calibration of high-speed measuring systems in automatic mode.
Повышение точности установления функции преобразования при проведении метрологических исследований и калибровке измерительной системы может быть достигнуто при увеличении количества эталонных значений приращения сопротивления (не менее 20) в пределах диапазона измерения системы. В основном для выполнения этих исследований применяют магазины сопротивлений, задавая вручную приращения сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора. Проведение метрологических исследований с применением магазинов сопротивлений требует больших затрат времени, ручного труда и неизбежных ошибок в задании величины приращения сопротивления при большом количестве поверяемых каналов в системе. Для исключения этих недостатков измерительные системы стали оснащать автоматическими тензокалибраторами, в которых для формирования приращений сопротивления используют имитаторы сигналов тензорезисторов. К сожалению, в известных имитаторах сигналов тензорезисторов или имеется возможность задавать необходимое количество ступеней приращения сопротивления, но они не могут использоваться в быстродействующих системах, или они применяются в быстродействующих системах, но с малым количеством ступеней. В связи с этим появилась необходимость создания имитатора сигналов тензорезисторов, в котором реализована возможность увеличения количества дискретных приращений сопротивления относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора с требуемой точностью. Один из возможных вариантов такого имитатора сигналов является предметом настоящей полезной модели.Improving the accuracy of establishing the conversion function during metrological studies and calibrating the measuring system can be achieved by increasing the number of reference values of the increment of resistance (at least 20) within the measurement range of the system. Basically, resistance shops are used to carry out these studies, manually setting the increment of resistance relative to the nominal resistance of the simulated strain gauge. Conducting metrological studies using resistance stores requires a lot of time, manual labor and inevitable errors in setting the increment of resistance with a large number of channels being verified in the system. To eliminate these shortcomings, measuring systems were equipped with automatic strain gauges, in which strain gauge signal simulators were used to form resistance increments. Unfortunately, in the known simulators of strain gauge signals, it is either possible to set the required number of resistance increment stages, but they cannot be used in high-speed systems, or they are used in high-speed systems, but with a small number of stages. In this regard, there was a need to create a simulator of strain gauge signals, in which it is possible to increase the number of discrete increments of resistance relative to the nominal resistance of the simulated strain gauge with the required accuracy. One of the possible options for such a signal simulator is the subject of this utility model.
Известен имитатор сигналов тензорезисторов, в котором формируется заданное количество ступеней приращения сопротивления (Беклемишев А.И., Судаков В.А. Устройство для автоматизации исследований метрологических характеристик. Труды ЦАГИ, вып. 2105, 1981, с. 75, рис. 3). Имитатор сигналов представляет собой цепочку из последовательно соединенных между собой пяти опорных резисторов, каждый из которых через контакт реле соединен со своим шунтирующим резистором. Свободные выводы первого и пятого резисторов подсоединяют соответственно к первой и второй паре выходов, один из которых является токовым, а второй - измерительным выходом имитатора. Величины опорных и шунтирующих резисторов рассчитаны, исходя из полного диапазона приращения сопротивления имитируемого тензорезистора, величины максимального сопротивления имитируемого тензорезистора (номинального сопротивления имитируемого тензорезистора плюс половина полного диапазона приращения сопротивления тензорезистора), количества ступеней, числа разрядов двоичного кода. Для управления подключением шунтирующих резисторов применяется двоичный код. В имитаторе сигналов тензорезисторов можно сформировать 31 ступень приращения сопротивления относительно номинального сопротивления тензорезистора 120 Ом в полном диапазоне 4,8 Ом (±2,4 Ом). В имитаторе влияние сопротивлений выводных проводников исключается четырехпроводным включением имитатора в измерительную цепь с использованием измерительных и токовых выводных проводников. Однако влияние сопротивления элемента соединительной связи шунта со схемой имитатора, куда входит сопротивление соединительного провода и коммутирующего элемента включения шунта, не позволяет применять известный имитатор сигналов тензорезистора при быстрых (порядка нескольких тысяч в секунду) переключениях, необходимых для поверки быстродействующих измерительных приборов и систем. Требование высокого быстродействия обязывает использовать для включения шунта в измерительную схему имитатора бесконтактные переключатели типа МОП-транзисторов. Проведенные расчеты показывают, что даже при применении лучших бесконтактных переключателей с сопротивлением ключей в открытом состоянии 4 Ом, минимальная относительная погрешность от влияния ключевых элементов в имитаторе примерно равна 0,4%, что недопустимо для точных измерений. Поэтому недостаток известного имитатора сигналов тензорезистора заключается в том, что этот имитатор нельзя применять в быстродействующих системах для исследования их метрологических характеристик и поверки с требуемой точностью.A known simulator of strain gages signals, in which a given number of steps of resistance increment is formed (Beklemishev A.I., Sudakov V.A. Device for automating research of metrological characteristics. Transactions of TsAGI, issue 2105, 1981, p. 75, Fig. 3). The signal simulator is a chain of five resistors in series connected to each other, each of which is connected to its shunt resistor through a relay contact. The free conclusions of the first and fifth resistors are connected respectively to the first and second pair of outputs, one of which is current, and the second is the measuring output of the simulator. The values of the reference and shunt resistors are calculated based on the full range of the resistance increment of the simulated strain gage, the maximum resistance of the simulated strain gauge (the nominal resistance of the simulated strain gauge plus half the full range of the increment of resistance of the strain gauge), the number of steps, and the number of bits of the binary code. A binary code is used to control the connection of shunt resistors. In the simulator of the signals of the strain gages it is possible to form 31 steps of the resistance increment relative to the nominal resistance of the strain gauge 120 Ohms in the full range of 4.8 Ohms (± 2.4 Ohms). In the simulator, the influence of the resistance of the output conductors is excluded by four-wire inclusion of the simulator in the measuring circuit using measuring and current output conductors. However, the influence of the resistance of the element of the connecting connection of the shunt with the simulator circuit, which includes the resistance of the connecting wire and the switching element of switching on the shunt, does not allow the use of the known simulator of the strain gauge signals during fast (of the order of several thousand per second) switching necessary for checking high-speed measuring instruments and systems. The high-speed requirement obliges the use of proximity switches such as MOS transistors to include a shunt in the measuring circuit of the simulator. The calculations show that even when using the best proximity switches with a key resistance in the open state of 4 ohms, the minimum relative error from the influence of key elements in the simulator is approximately 0.4%, which is unacceptable for accurate measurements. Therefore, a disadvantage of the known strain gauge signal simulator is that this simulator cannot be used in high-speed systems to study their metrological characteristics and verify with the required accuracy.
Известен имитатор сигналов тензорезистора, в котором опорный резистор, шунтируют через бесконтактный ключевой элемент сопротивлением. Сопротивление опорного резистора равно номинальному сопротивлению имитируемого тензорезистора. Величину сопротивления шунтирующего резистора рассчитывают из условия, заключающегося в том, чтобы при шунтировании опорного резистора его величина уменьшилась на расчетную величину. Имитатор сигналов с предложенной схемой формирования одной ступени приращения сопротивления тензорезистора может быть использован для формирования заданного количества ступеней приращения сопротивления при применении шунтирования опорного резистора различным количеством шунтирующих резисторов. Величина опорного резистора в исходном состоянии при этом должна быть равна сумме номинального сопротивления имитируемого тензорезистора и половины полного диапазона приращения сопротивления имитируемого тензорезистора, а величина сопротивлений шунтирующих резисторов рассчитывается из условия формирования ступеней приращения сопротивления с заданным шагом ступени.Known simulator of the signals of the strain gauge, in which the reference resistor is shunted through the contactless key element by resistance. The resistance of the reference resistor is equal to the nominal resistance of the simulated strain gauge. The resistance value of the shunt resistor is calculated from the condition that when shunting the reference resistor, its value decreases by the calculated value. A signal simulator with the proposed scheme for forming one step of the resistance increment of a strain gage can be used to generate a given number of steps of resistance increment when applying a shunt reference resistor with a different number of shunt resistors. The value of the reference resistor in the initial state should be equal to the sum of the nominal resistance of the simulated strain gauge and half of the full range of the increment of resistance of the simulated strain gauge, and the resistance values of the shunt resistors are calculated from the conditions for the formation of stages of resistance increment with a given step step.
Основной недостаток этого имитатора состоит в том, что при формировании больших приращений сопротивления (порядка нескольких Ом) величина сопротивления шунтирующего резистора составит единицы кОм. Поэтому на больших значениях приращения сопротивления будет сказываться влияние сопротивления ключевого элемента на погрешность формирования ступени. Например, для имитатора, который рассчитан на 5 ступеней приращения сопротивления (две положительные: +2 Ом и +1 Ом, нулевая: 0 Ом, и две отрицательные: -1 Ом и - 2 Ом) относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора 100 Ом, в исходном состоянии сопротивление опорного резистора должно быть 102 Ом. Это соответствует максимальной положительной ступени приращения сопротивления (+2 Ом) относительно номинального сопротивления имитируемого тензорезистора 100 Ом. Соответственно полный диапазон имитируемых приращений сопротивления тензорезистора 4,0 Ом (100±2 Ом). Выберем коммутирующий элемент переключателя с сопротивлением в открытом состоянии 4 Ом. Для формирования второй отрицательной ступени требуется уменьшить сопротивление опорного резистора на 4 Ом (до 98 Ом). Применяемый при этом шунтирующий резистор должен иметь сопротивление 2499 Ом. Относительная погрешность имитации приращения сопротивления из-за влияния сопротивления ключевого элемента в открытом состоянии в данном случае примерно равна 0,31%, что недопустимо для точных измерений. С уменьшением величины приращения эта погрешность уменьшается. Кроме того, в такой схеме имитатора с параллельными шунтами для уменьшения количества разрядов управления переключателем необходимо проводить суммирование разрядов. Однако суммирование разрядов в этом случае приводит к нелинейной зависимости приращения сопротивления на каждой ступени. Для обеспечения линейной зависимости приращения сопротивления на каждой ступени необходимо подключать каждый шунтирующий резистор с помощью своего бесконтактного ключевого элемента, как это было рассмотрено в приведенном примере. Это ведет к тому, что переключатель ступеней должен иметь количество входов равное количеству шунтирующих резисторов. А это в свою очередь ведет к увеличению количества оборудования и увеличению влияния сопротивления «закрытых» ключей.The main disadvantage of this simulator is that when forming large increments of resistance (of the order of several ohms), the resistance value of the shunt resistor will be units of kOhm. Therefore, at large values of the increment of resistance, the influence of the resistance of the key element on the error in the formation of the stage will affect. For example, for a simulator that is designed for 5 steps of resistance increment (two positive: +2 Ohm and +1 Ohm, zero: 0 Ohm, and two negative: -1 Ohm and - 2 Ohm) relative to the nominal resistance of the simulated strain gauge 100 Ohm, In the initial state, the resistance of the reference resistor should be 102 ohms. This corresponds to the maximum positive step of the resistance increment (+2 Ohm) relative to the nominal resistance of the simulated strain gauge 100 Ohm. Accordingly, the full range of simulated resistance increments of the resistance strain gauge is 4.0 Ohms (100 ± 2 Ohms). We select a switching element of the switch with an open resistance of 4 ohms. To form the second negative stage, it is required to reduce the resistance of the reference resistor by 4 ohms (to 98 ohms). The shunt resistor used in this case must have a resistance of 2499 Ohms. The relative error in simulating the increment of resistance due to the influence of the resistance of the key element in the open state in this case is approximately 0.31%, which is unacceptable for accurate measurements. With decreasing magnitude of the increment, this error decreases. In addition, in such a circuit simulator with parallel shunts to reduce the number of bits of switch control, it is necessary to sum the bits. However, the summation of the discharges in this case leads to a nonlinear dependence of the increment of resistance at each stage. To ensure a linear dependence of the increment of resistance at each stage, it is necessary to connect each shunt resistor using its contactless key element, as was considered in the above example. This leads to the fact that the step switch must have a number of inputs equal to the number of shunt resistors. And this, in turn, leads to an increase in the amount of equipment and an increase in the influence of the resistance of "private" keys.
Известен четырехпроводный имитатор сигналов тензорезистора (Патент РФ №2251115 "Четырехпроводный имитатор дискретного приращения сопротивления тензорезисторов", выбран в качестве прототипа). Известный имитатор сигналов тензорезистора состоит из переключателя и формирователя ступеней приращения сопротивления тензорезистора. Переключатель имеет n+1 входов и один выход. Формирователь ступеней представляет собой цепь последовательно соединенных резисторов, один из которых является опорным и с одной стороны соединен с первой парой выводов, один из которых является токовым, а второй измерительным выводом имитатора. С другой стороны опорный резистор через цепь последовательно соединенных с ним n резисторов ступеней имитации соединен с токовым выходом второй пары выводов имитатора. Измерительный вывод второй пары выводов имитатора подключен к выходу переключателя, а его входы соединены последовательно со всеми выводами n резисторов ступеней имитации. Имитатор позволяет сформировать n+1 ступеней приращения сопротивления с требуемой погрешностью.Known four-wire simulator of the signals of the strain gauge (RF Patent No. 2251115 "Four-wire simulator of the discrete increment of resistance of the strain gauges", selected as a prototype). Known simulator of the signals of the strain gauge consists of a switch and a shaper of the steps of the increment of resistance of the strain gauge. The switch has n + 1 inputs and one output. The step shaper is a chain of series-connected resistors, one of which is a reference and on the one hand is connected to the first pair of terminals, one of which is a current and the second measuring terminal of the simulator. On the other hand, the reference resistor is connected through a chain of n resistors of simulation stages connected in series with it to the current output of the second pair of outputs of the simulator. The measuring output of the second pair of outputs of the simulator is connected to the output of the switch, and its inputs are connected in series with all the conclusions of n resistors of the simulation stages. The simulator allows you to generate n + 1 stages of resistance increment with the required error.
Недостаток известного имитатора сигналов тензорезистора для обеспечения формирования n+1 количества ступеней приращения сопротивления состоит в том, что при увеличении количества ступеней до заданного значения m, которое больше n+1, необходимо увеличивать количество резисторов ступеней имитации до величины m-1. Это приведет к увеличению количества входов переключателя до величины m и увеличению количества оборудования.A disadvantage of the known strain gauge signal simulator for ensuring the formation of n + 1 the number of steps of the resistance increment is that when the number of steps increases to a predetermined value m, which is greater than n + 1, it is necessary to increase the number of resistors of the simulation steps to m-1. This will increase the number of switch inputs to m and increase the number of equipment.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей четырехпроводного имитатора дискретного приращения сопротивления тензорезистора на n+1 ступеней, где n количество резисторов, предназначенных для формирования ступеней приращения сопротивления тензорезистора, заключающееся в увеличении количества ступеней приращения сопротивления тензорезистора в таком имитаторе до величины 2n+1 при сокращении общего количества резисторов и каналов управления, предназначенных для формирования ступеней приращения сопротивления тензорезистора.The technical result of the utility model is to expand the functionality of a four-wire simulator of a discrete increment of resistance of a strain gage by n + 1 steps, where n is the number of resistors designed to form steps of increment of resistance of a strain gage, which consists in increasing the number of steps of increment of resistance of a strain gage in such a simulator to 2n + 1 at reducing the total number of resistors and control channels designed to form increment steps resistance resistance strain gauge.
Технический результат достигается тем, что имитатор сигналов тензорезистора, содержащий соединенную с токовым входом цепь последовательно соединенных резисторов, бесконтактный переключатель, входы которого соединены последовательно со всеми выводами цепи последовательно соединенных резисторов, а выходы соединены между собой и образуют первый измерительный вывод, и опорный резистор, с одной одной стороны соединенный с выходом цепи последовательно соединенных резисторов, а с другой стороны - с токовым и вторым измерительным выводами, дополнительно содержит шунтирующий резистор и бесконтактный ключевой элемент, при этом шунтирующий резистор подсоединен параллельно опорному резистору через бесконтактный ключевой элемент.The technical result is achieved in that a strain gauge signal simulator comprising a series of resistors connected to a current input, a contactless switch, the inputs of which are connected in series with all the terminals of a series of resistors, and the outputs are interconnected and form the first measuring output and a reference resistor, on the one hand, connected to the output of the circuit of series-connected resistors, and on the other hand, with the current and second measuring leads, further comprises a shunt resistor and a non-contact key element, wherein the shunt resistor is connected in parallel with the reference resistor via a non-contact key element.
Схема имитатора сигналов тензорезистора представлена на фиг. 1. Имитатор сигналов тензорезистора состоит из переключателя К с n+1 входами и одним выходом и формирователя ступеней приращения сопротивления тензорезистора, представляющего собой цепь последовательно соединенных резисторов, один из которых является опорным R0 и с одной стороны соединен с первой парой выводов, один из которых является токовым, а второй измерительным выводом имитатора. С другой стороны опорный резистор R0 через цепочку последовательно соединенных с ним n резисторов ступеней имитации R1, сопротивления которых равны между собой, соединен с токовым выходом второй пары выводов имитатора, измерительный вывод которой подключен к выходу переключателя, а его входы соединены последовательно со всеми выводами n резисторов ступеней имитации. При этом величина сопротивления каждого резистора ступеней имитации соответствует величине полного диапазона приращения сопротивлений имитатора, деленной на количество резисторов n, а количество резисторов ступеней имитации соответствует четному числу. Параллельно опорному резистору R0 через бесконтактный ключевой элемент Клш, с сопротивлением во включенном состоянии равное rk, подсоединен шунтирующий резистор Rш. Величина опорного резистора равна разности величины номинального сопротивления имитируемого тензорезистора и суммы сопротивлений n-1 резисторов ступеней имитации, деленной на два. Величина сопротивления шунтирующего резистора при известном сопротивлении ключевого элемента в открытом состоянии выбирается из условия, что величина опорного резистора при подключении шунтирующего резистора равна разности величины номинального сопротивления имитируемого тензорезистора и суммы сопротивлений n резисторов ступеней имитации, деленной на два. В качестве примера рассмотрим схему имитатора сигналов тензорезисторов, предназначенного для формирования 21 ступени приращения сопротивления тензорезистора с номинальным сопротивлением 100 Ом и диапазоном изменения сопротивления ±2 Ом. Такой имитатор имеет следующие параметры: количество резисторов R1 равно 10, сопротивление резистора R1 равно 0,4 Ом, расчетное сопротивление резистора R0 равно 98,2 Ом, сопротивление бесконтактного ключевого элемента Клш в открытом состоянии равно 4 Ом, расчетное сопротивление Rш равно 48118 Ом. Относительная погрешность формирования максимальной отрицательной ступени из-за влияния сопротивления ключевого элемента составляет 0,0008%. Для упрощения подбора сопротивления резисторов R1 до 0,4 Ом можно, например, выбрать сопротивление каждого резистора R1 равным 2 Ом и все 10 резисторов R1 зашунтировать сопротивлением 5 Ом. При этом сопротивление 5 Ом можно сформировать при последовательном соединении двух резисторов, имеющих сопротивление 2 Ом и 3 Ом.A diagram of a strain gauge signal simulator is shown in FIG. 1. The strain gage signal simulator consists of a switch K with n + 1 inputs and one output and a step generator of the resistance increment resistance strain gauge, which is a chain of series-connected resistors, one of which is a reference resistor R 0 and is connected to the first pair of terminals on one side, one of which is current, and the second measuring output of the simulator. On the other hand, the reference resistor R 0 through a chain of n resistors of simulation stages R 1 connected in series with it, the resistances of which are equal to each other, is connected to the current output of the second pair of outputs of the simulator, the measuring output of which is connected to the output of the switch, and its inputs are connected in series with all the findings of n resistors of the simulation stages. In this case, the resistance value of each resistor of the simulation steps corresponds to the value of the full range of increment of the simulator resistances divided by the number of resistors n, and the number of resistors of the simulation steps corresponds to an even number. In parallel to the reference resistor R 0 through the contactless key element C w , with the resistance in the on state equal to r k , a shunt resistor R w is connected. The value of the reference resistor is equal to the difference between the nominal resistance of the simulated strain gauge and the sum of the resistances n-1 of the resistors of the simulation steps divided by two. The resistance value of the shunt resistor with the known resistance of the key element in the open state is selected from the condition that the value of the reference resistor when connecting the shunt resistor is equal to the difference between the nominal resistance of the simulated strain gage and the sum of the resistances n of the resistors of the simulation steps divided by two. As an example, consider a circuit of a strain gauge signal simulator designed to generate 21 steps of a resistance increment of a strain gauge with a nominal resistance of 100 Ohms and a resistance variation range of ± 2 Ohms. Such a simulator has the following parameters: the number of resistors R 1 is 10, the resistance of the resistor R 1 is 0.4 Ohms, the design resistance of the resistor R 0 is 98.2 Ohms, the resistance of the contactless key element CL w in the open state is 4 Ohms, the calculated resistance R w equals 48118 ohms. The relative error in the formation of the maximum negative stage due to the influence of the resistance of the key element is 0.0008%. To simplify the selection of the resistance of the resistors R 1 to 0.4 Ohms, for example, you can choose the resistance of each resistor R 1 equal to 2 Ohms and shunt all 10 resistors R 1 with a resistance of 5 Ohms. In this case, a resistance of 5 ohms can be formed by connecting in series two resistors having a resistance of 2 ohms and 3 ohms.
Имитатор сигналов тензорезистора работает следующим образом. Перед началом работы имитатор подсоединяется к измерительному устройству, источник тока которого обеспечивает токовое питание имитатора, а измерительные выводы имитатора соединяются с измерительными выводами этого устройства. В начале работы имитатора к опорному резистору R0 через бесконтактный ключевой элемент Клш подключается шунтирующий резистор Кш. Включается бесконтактный ключевой элемент переключателя К, и подсоединяется первый вход переключателя к измерительному выводу имитатора. На измерительных выводах имитатора сформировано напряжение, пропорциональное приращению сопротивления первой ступени из 21 относительно номинального сопротивления тензорезистора (максимальному отрицательному - 2 Ом для приведенного в качестве примера имитатора). После измерения этого напряжения шунтирующий резистор Rш отключается от опорного резистора R0 и при подключенном первом входе переключателя К на измерительных выводах имитатора сформируется напряжение, пропорциональное сопротивлению второй ступени приращения сопротивления относительно номинального сопротивления тензорезистора (-1,8 Ом). Шаг приращения ступени равен половине сопротивления резистора R1 (0,2 Ом). Далее шунтирующий резистор снова подключается к опорному резистору, второй вход переключателя подсоединяется к измерительному выводу имитатора. На измерительных выводах имитатора формируется напряжение, пропорциональное третьей ступени приращения сопротивления относительно номинального сопротивления тензорезистора (-1,6 Ом). После измерения этого напряжения шунтирующий резистор Rш отключается от опорного резистора R0 и при подключенном втором входе переключателя К на измерительных выводах имитатора сформируется напряжение, пропорциональное приращению сопротивления четвертой ступени относительно номинального сопротивления тензорезистора (-1,4 Ом). Последующие ступени с пятой по 2n (с пятой по двадцатую) в имитаторе формируются аналогичным образом. Отличается лишь формирование в имитаторе 2n+1 ступени (21 ступени). Эта максимальная положительная ступень (+2 Ом) формируется при подключении шунтирующего резистора к опорному резистору и подсоединении n+1 входа переключателя (11 входа) к измерительному выводу имитатора.The simulator of the signals of the strain gauge works as follows. Before starting work, the simulator is connected to a measuring device, the current source of which provides current power to the simulator, and the measuring leads of the simulator are connected to the measuring leads of this device. At the beginning of the simulator, a shunt resistor K w is connected to the reference resistor R 0 through the contactless key element C w The non-contact key element of the switch K is turned on, and the first input of the switch is connected to the measuring output of the simulator. A voltage proportional to the increment of the resistance of the first stage of 21 relative to the nominal resistance of the strain gauge is formed on the test leads of the simulator (maximum negative - 2 Ohms for an example simulator). After measuring this voltage, the shunt resistor R w is disconnected from the reference resistor R 0 and when the first input of the switch K is connected, a voltage proportional to the resistance of the second stage of the increment of resistance relative to the nominal resistance of the strain gauge (-1.8 Ohm) is generated at the test leads of the simulator. The step increment is equal to half the resistance of the resistor R 1 (0.2 Ohms). Next, the shunt resistor is again connected to the reference resistor, the second input of the switch is connected to the measuring output of the simulator. A voltage proportional to the third stage of resistance increment relative to the nominal resistance of the strain gauge (-1.6 Ohm) is formed on the test leads of the simulator. After measuring this voltage, the shunt resistor R w is disconnected from the reference resistor R 0 and when the second input of the switch K is connected, a voltage proportional to the increment of the resistance of the fourth stage relative to the nominal resistance of the strain gauge (-1.4 Ohm) is generated at the test leads of the simulator. Subsequent steps 5 through 2n (fifth through twentieth) in the simulator are formed in a similar way. Only the formation in the simulator of 2n + 1 steps (21 steps) differs. This maximum positive stage (+2 Ohm) is formed when the shunt resistor is connected to the reference resistor and the n + 1 input of the switch (11 inputs) is connected to the measuring output of the simulator.
Изготовлен макет на прецизионных резисторах С2-29В и проведены исследования, которые подтвердили работоспособность предложенного имитатора сигналов тензорезистора. Применение данной полезной модели позволит сформировать в имитаторе 2n+1 ступеней приращения сопротивления, сократить количество оборудования и обеспечить проведение с заданной погрешностью калибровки, метрологических исследований и поверки каналов измерения сигналов тензорезисторов быстродействующих измерительных систем.A model was made on precision C2-29V resistors and studies were carried out that confirmed the operability of the proposed strain gauge signal simulator. The application of this utility model will allow the formation of 2n + 1 resistance increment steps in the simulator, reduce the number of equipment and ensure that calibration, metrological studies and calibration of the measurement channels of the strain gauge signals of high-speed measuring systems are performed with a given error.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140907U RU196707U1 (en) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | TENSOR RESISTOR SIGNAL SIMULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140907U RU196707U1 (en) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | TENSOR RESISTOR SIGNAL SIMULATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU196707U1 true RU196707U1 (en) | 2020-03-12 |
Family
ID=69897973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019140907U RU196707U1 (en) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | TENSOR RESISTOR SIGNAL SIMULATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU196707U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772738C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-05-25 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Signal simulator of bridge strain sensors |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357823A (en) * | 1980-06-19 | 1982-11-09 | Rolls-Royce Limited | Strain gauge simulator |
| SU1551979A1 (en) * | 1987-04-20 | 1990-03-23 | Предприятие П/Я Г-4903 | Simulator of discrete increment of resistance of strain gauge |
| RU2251115C1 (en) * | 2003-09-16 | 2005-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Four-wired simulator of discrete increment in resistance of resistance strain gauge |
| CN103175593B (en) * | 2013-04-03 | 2016-04-06 | 北京物资学院 | A kind of resistance strain weighing transducer simulator |
| RU189614U1 (en) * | 2018-12-14 | 2019-05-29 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | SIMULATOR OF SIGNALS OF THE BRIDGE STRETCHERS OF SENSORS FOR AUTOMATIC CALIBRATION OF THE MEASURING SYSTEM |
-
2019
- 2019-12-11 RU RU2019140907U patent/RU196707U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4357823A (en) * | 1980-06-19 | 1982-11-09 | Rolls-Royce Limited | Strain gauge simulator |
| SU1551979A1 (en) * | 1987-04-20 | 1990-03-23 | Предприятие П/Я Г-4903 | Simulator of discrete increment of resistance of strain gauge |
| RU2251115C1 (en) * | 2003-09-16 | 2005-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Four-wired simulator of discrete increment in resistance of resistance strain gauge |
| CN103175593B (en) * | 2013-04-03 | 2016-04-06 | 北京物资学院 | A kind of resistance strain weighing transducer simulator |
| RU189614U1 (en) * | 2018-12-14 | 2019-05-29 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | SIMULATOR OF SIGNALS OF THE BRIDGE STRETCHERS OF SENSORS FOR AUTOMATIC CALIBRATION OF THE MEASURING SYSTEM |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772738C1 (en) * | 2021-08-20 | 2022-05-25 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Signal simulator of bridge strain sensors |
| RU2801776C1 (en) * | 2022-12-23 | 2023-08-15 | Александр Александрович Цывин | Strain-resistive sensors signal simulators unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1039811A (en) | Multiconductor cable testing apparatus | |
| RU2620895C1 (en) | Signal simulator of strain gauge bridge sensors | |
| RU196707U1 (en) | TENSOR RESISTOR SIGNAL SIMULATOR | |
| CN110865325B (en) | Calibration device and calibration method of instantaneous interruption tester | |
| US2188588A (en) | Resistance and impedance measuring device | |
| RU2724321C1 (en) | Method of forming steps of resistance increment in a four-wire simulator of signals of strain gauges and a simulator of signals of strain gauges | |
| US2481500A (en) | Electrical measuring instrument and circuits therefor | |
| Tsao | A 25-bit reference resistive voltage divider | |
| US2995704A (en) | Ohmmeters | |
| US3339063A (en) | Standard deviation computer | |
| US3178639A (en) | Apparatus having a wheatstone bridge circuit for testing continuity and leakage in electric cables | |
| RU2724450C1 (en) | Automatic calibrator of channels for measuring resistance increments of strain gauges of multichannel measuring system | |
| RU189614U1 (en) | SIMULATOR OF SIGNALS OF THE BRIDGE STRETCHERS OF SENSORS FOR AUTOMATIC CALIBRATION OF THE MEASURING SYSTEM | |
| US3590373A (en) | Stray voltage and continuity test device | |
| US2290559A (en) | Electrical measuring instrument | |
| RU2772738C1 (en) | Signal simulator of bridge strain sensors | |
| US2846645A (en) | Remote potentiometer network measuring system | |
| RU2586084C1 (en) | Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage | |
| RU2324899C2 (en) | Method for nonelectrical quantities measurement by means of multiple-point instrumentation system with transfer function monitoring feature, and instrumentation system for implementation thereof | |
| CN211603344U (en) | Direct current resistance and open short circuit testing device | |
| RU2773270C1 (en) | Automatic calibrator of channels for measuring signals of measuring system sensors | |
| RU2523763C1 (en) | N-terminal device parameter bridge meter | |
| RU86729U1 (en) | PRECISION SIMULATOR OF DISCRETE ACTIONS OF RESISTOR RESISTANCE VALUES | |
| RU2251115C1 (en) | Four-wired simulator of discrete increment in resistance of resistance strain gauge | |
| SU1551979A1 (en) | Simulator of discrete increment of resistance of strain gauge |