RU2343494C1 - Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter - Google Patents

Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2343494C1
RU2343494C1 RU2007122974/28A RU2007122974A RU2343494C1 RU 2343494 C1 RU2343494 C1 RU 2343494C1 RU 2007122974/28 A RU2007122974/28 A RU 2007122974/28A RU 2007122974 A RU2007122974 A RU 2007122974A RU 2343494 C1 RU2343494 C1 RU 2343494C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistive
voltage
sources
current
outputs
Prior art date
Application number
RU2007122974/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Евсеевич Бодров (RU)
Владимир Евсеевич Бодров
чич Александр Валерьевич Кра (RU)
Александр Валерьевич Краячич
Алла Анатольевна Галактионова (RU)
Алла Анатольевна Галактионова
Борис Петрович Подборонов (RU)
Борис Петрович Подборонов
Юрий Анатольевич Свирский (RU)
Юрий Анатольевич Свирский
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2007122974/28A priority Critical patent/RU2343494C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2343494C1 publication Critical patent/RU2343494C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is attributed to technical facilities for measuring non-electrical values using electrical method. Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter contains reference voltage source, four sources of weighted voltage, two constant current sources, bidirectional pulse current modulator, current switch through which resistive sensor and its resistive equivalent is fed, voltage-operated outputs of which are connected via voltage switch to differential input of instrumental operating amplifier. Output of instrumental amplifier is connected to input of analog-digital converter connected with microcontroller where control signals for converter are generated, measured signals are processed and digital equivalent of measurement result is formed.
EFFECT: error reduction due to lowering noise from active elements and their parameters stabilisation because of galvanic separation of power supplies and interference resistance increase due to using bidirectional current supply of resistive sensor and its resistive equivalent and using measurement signal processing algorithm in which additive components in measured signal are essentially excluded.
2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения неэлектрических величин электрическим способом. Оно может быть использовано в устройствах для измерения физических параметров, в котором используются тензорезисторные и терморезисторные датчики, изменяющие свое сопротивление при вариации значения физического параметра. Устройство позволяет работать с различными схемами включения резистивных датчиков, как одиночных, полумостовых, мостовых, «розеточных» и т.д.The invention relates to measuring technique, in particular to means for measuring non-electrical quantities by electrical means. It can be used in devices for measuring physical parameters, which use strain gauge and thermistor sensors that change their resistance when the value of the physical parameter is varied. The device allows you to work with various schemes for including resistive sensors, such as single, half-bridge, bridge, "socket", etc.

Известны устройства для преобразования сопротивлений в напряжения, включающие датчики сопротивления, генератор (источник) тока, подключаемый к тому датчику, сигнал которого обрабатывается в данный момент времени, например,:Known devices for converting resistances to voltages, including resistance sensors, a current generator (source) connected to the sensor whose signal is being processed at a given time, for example:

А.С. СССР №865011 «Многоканальное измерительное устройство»A.S. USSR No. 865011 "Multichannel measuring device"

МПК G01С 15/00. 1981 г.IPC G01C 15/00. 1981

А.С. СССР №1394162A.S. USSR No. 1394162

«Многоканальный преобразователь для резистивных датчиков»,"Multichannel converter for resistive sensors",

МПК Н02J 9/06. 1986 г.IPC Н02J 9/06. 1986 year

Патент РФ №2031447 « Многоканальное измерительное устройство»,RF patent No. 2031447 "Multichannel measuring device",

МПК G08С 15/00. 1981 г.IPC G08C 15/00. 1981

Патент РФ №2205413RF patent No. 2205413

«Преобразователь активного сопротивления в постоянное напряжение»"Converter of active resistance to direct voltage"

МПК G01R 27/00. 2003 г.IPC G01R 27/00. 2003 year

Патент РФ №2028630RF patent No. 2028630

«Преобразователь изменения сопротивления в напряжение»,"Converter changes resistance to voltage",

МПК G01R 27/00. 2003 г.IPC G01R 27/00. 2003 year

Недостатками этих устройств является недостаточная точность и помехоустойчивость устройств.The disadvantages of these devices is the lack of accuracy and noise immunity of the devices.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство, описанное в патенте РФ №2219555 «Многоканальный преобразователь сопротивлений в напряжения», МПК G01R 27/00. 2003 г. Преобразователь содержит генератор тока, состоящий: из источника питания, источника опорного напряжения (ИОН), операционного усилителя ОУ с ограничительным и эталонным резисторами (источник постоянного тока), эталонный резистор (резистивное эквивалентное устройство Rн), датчики сопротивления (резистивный датчик R), соединительные цепи [цепи протекания тока (токовые шины) и измерительные цепи (потенциальные шины)], входные защитные диоды (токовый коммутатор), выходные защитные диоды, фильтры нижних частот, конденсатор, дифференциальный выход i-го канала (потенциальные шины), мультиплексный аналого-цифровой преобразователь МАЦП, состоящий: из дифференциальных каналов мультиплексора (коммутатор напряжения), нормирующего усилителя (инструментальный операционный усилитель ИУ) и аналого-цифрового преобразователя), конденсатор и фильтры нижних частот.Closest to the claimed solution is the device described in RF patent No. 2219555 "Multichannel resistance to voltage converter", IPC G01R 27/00. 2003, the Converter contains a current generator, consisting of a power source, a reference voltage source (ION), an op-amp operational amplifier with a limiting and reference resistors (constant current source), a reference resistor (resistive equivalent device R n ), resistance sensors (resistive sensor R), connecting circuits [current circuits (current bus) and measuring circuits (potential bus)], input protective diodes (current switch), output protective diodes, low-pass filters, capacitor, differential th output i-th channel (potential bus) multiplexed analog-to-digital converter Matzpen consisting: of differential channel multiplexer (voltage switch), normalizing amplifier (tool operational amplifier DUT) and an analog-digital converter), a condenser and lowpass filters.

В преобразователе осуществляется поочередное преобразование сигналов большого числа датчиков сопротивления в напряжение. Датчики сопротивления включены по традиционной четырехпроводной схеме.In the converter, the signals of a large number of resistance sensors are alternately converted to voltage. Resistance sensors are included in the traditional four-wire circuit.

Недостатком указанного устройства является его низкое быстродействие из-за установки в измерительных цепях помехоподавляющих фильтров нижних частот с узкой полосой пропускания низкочастотных сигналов. Большой недостаток в том, что все датчики сопротивления соединены последовательно по цепи протекания тока. Выход источника тока соединен с входной цепью протекания тока резистивного датчика первого канала, а выходная цепь протекания тока резистивного датчика последнего канала соединена с входом отрицательной обратной связи генератора тока (наиболее подверженная аварийной ситуации цепь). Такое схемотехническое решение требует построение мощного источника тока и его высокого напряжения питания, а также дополнительного количества диодов для исключения аварийных ситуаций во внешних цепях датчиков. Непонятны шумовые характеристики источника тока при значительном количестве подключенных резистивных датчиков. Питание измерительных цепей постоянным током снижает точность преобразования. Также питание датчиков постоянным током не вполне отвечает вопросам борьбы с аддитивными сигналами, возникающими во входных цепях измерительной схемы, например термо ЭДС.The disadvantage of this device is its low performance due to the installation in the measuring circuit of noise suppressing low-pass filters with a narrow passband of low-frequency signals. The big disadvantage is that all resistance sensors are connected in series along the current flow circuit. The output of the current source is connected to the input circuit of the current flow of the resistive sensor of the first channel, and the output circuit of the current flow of the resistive sensor of the last channel is connected to the negative feedback input of the current generator (circuit most susceptible to emergency). Such a circuitry solution requires the construction of a powerful current source and its high supply voltage, as well as an additional number of diodes to eliminate emergency situations in the external sensor circuits. The noise characteristics of the current source are not clear with a significant number of connected resistive sensors. DC power supply to the measuring circuits reduces conversion accuracy. Also, the DC sensor power supply does not fully meet the issues of combating additive signals that occur in the input circuits of the measuring circuit, for example, thermo-emf.

Любая аварийная ситуация (обрыв цепей во внешней схеме соединений датчиков) приводит к потере работоспособности группы датчиков и требует дополнительного количества встроенных диодов (эквивалентно построению коммутатора тока), что допустимо для малой группы датчиков, например для одиночной 4-х компонентной тензорезисторной розетки.Any emergency (open circuit in the external sensor connection diagram) leads to a loss of operability of the group of sensors and requires an additional number of built-in diodes (equivalent to building a current switch), which is acceptable for a small group of sensors, for example, for a single 4-component strain gauge socket.

Задачей изобретения является улучшение надежности и работоспособности устройства. Техническим результатом является снижение погрешности устройства за счет увеличения его помехоустойчивости, быстродействия, малого собственного шума и стабильности, полная гальваническая развязка от общих источников питания и «земляных» цепей объекта измерения, а также использование двунаправленного токового питания резистивных датчиков и алгоритма обработки результатов измерения.The objective of the invention is to improve the reliability and availability of the device. The technical result is to reduce the error of the device by increasing its noise immunity, speed, low intrinsic noise and stability, complete galvanic isolation from common power sources and ground circuits of the measurement object, as well as the use of bi-directional current supply of resistive sensors and an algorithm for processing measurement results.

Технический результат достигается тем, что в многоканальный преобразователь сопротивления резистивных датчиков в напряжение, содержащий источник общего питания, источник опорного напряжения, источник постоянного тока, резистивные датчики и резистивное эквивалентное устройство, токовый коммутатор, коммутатор напряжения, инструментальный операционный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, введены второй источник постоянного тока, четыре источника взвешенного напряжения, входы двух из которых подключены к источнику общего питания, а выходы связаны с шинами питания операционных усилителей двух источников постоянного тока, а входы двух других источников взвешенного напряжения подключены к выходу источника опорного напряжения и их выходы соединены с входами двух источников постоянного тока, выходы последних связаны с входами модулятора импульсного двунаправленного тока, а его выходы подключены к входам токового коммутатора питания резистивных датчиков и резистивного эквивалентного устройства, причем потенциальные шины резистивных датчиков и резистивного эквивалентного устройства подключены к коммутатору напряжения, выход которого связан с дифференциальным входом инструментального операционного усилителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя подключенного к микроконтроллеру формирования диаграммы работы устройства, приема и выполнения алгоритма обработки измеренных сигналов, а его цифровые выходы связаны с управляющими входами источников взвешенного напряжения, модулятора импульсного двунаправленного тока, токового коммутатора, коммутатора напряжения и аналого-цифрового преобразователя.The technical result is achieved in that a multichannel converter of resistance of resistive sensors to voltage, containing a common power source, a reference voltage source, a direct current source, resistive sensors and a resistive equivalent device, a current switch, a voltage switch, an instrumental operational amplifier and an analog-to-digital converter, introduced a second DC source, four sources of weighted voltage, the inputs of two of which are connected to a common pi source voltages, and the outputs are connected to the power buses of the operational amplifiers of two direct current sources, and the inputs of two other sources of weighted voltage are connected to the output of the reference voltage source and their outputs are connected to the inputs of two direct current sources, the outputs of the latter are connected to the inputs of the modulator of the pulse bi-directional current, and its outputs are connected to the inputs of the current switch power supply of resistive sensors and a resistive equivalent device, and the potential bus resistive sensors and resistive equivalent devices are connected to a voltage switch, the output of which is connected to the differential input of the instrumental operational amplifier, the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter connected to the microcontroller to form a diagram of the device, receive and execute the algorithm for processing the measured signals, and its digital outputs are connected to control inputs weighted voltage sources, pulse bi-directional current modulator, current switch, voltage switch genesis and analog-to-digital converter.

Сущность изобретения поясняется структурной схемой и временной диаграммой на чертежах.The invention is illustrated by the structural diagram and time diagram in the drawings.

На фиг.1 показана структурная схема, в которой:Figure 1 shows a structural diagram in which:

1 - источник опорного напряжения (ИОН);1 - reference voltage source (ION);

2, 3, 4, 5 - источники взвешенного напряжения (ИВН1, ИВН2, ИВН3, ИВН4);2, 3, 4, 5 - sources of weighted voltage (IVN1, IVN2, IVN3, IVN4);

6, 7 - источники постоянного тока (ИТ1, ИТ2);6, 7 - direct current sources (IT1, IT2);

8 - модулятор импульсного двунаправленного тока (М);8 - modulator pulse bi-directional current (M);

9 - токовый коммутатор питания резистивных датчиков и резистивных эквивалентных устройств (К1);9 - current switch power supply of resistive sensors and resistive equivalent devices (K1);

10, 11 - резистивный датчик и его резистивное эквивалентное устройство (R и Rн);10, 11 - resistive sensor and its resistive equivalent device (R and Rn);

12 - коммутатор напряжения (К2);12 - voltage switch (K2);

13 - инструментальный операционный усилитель (ИУ);13 - instrumental operational amplifier (IU);

14 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);14 - analog-to-digital Converter (ADC);

15 - микроконтроллер формирования диаграммы работы устройства, приема и выполнения алгоритма обработки измеренных сигналов (МС);15 - microcontroller forming a diagram of the device, receiving and executing the algorithm for processing the measured signals (MS);

16 - источник общего питания (Епит.).16 - a source of general nutrition (E pit. ).

На фиг.2 показана временная диаграмма работы устройства.Figure 2 shows a timing diagram of the operation of the device.

Устройство выполнено следующим образом. Источник общего питания 16 (Епит) подает напряжение на источник опорного напряжения (ИОН) 1, четыре источника взвешенного напряжения 2, 3, 4 и 5 (ИВН1) 2, (ИВН2) 3, (ИВН3) 4 и (ИВН4) 5, модулятор импульсного двунаправленного тока (М) 8, токовый коммутатор (К1) 9, коммутатор напряжения (К2) 12, инструментальный операционный усилитель ИУ 13, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, микроконтроллер (МС) 15. Причем выход источника опорного напряжения (ИОН)1 подключен к двум входам источников взвешенного напряжения (ИВН2) 3 и (ИВН4) 5, а их выходы связаны с входами двух источников постоянного тока (ИТ1) 6 и (ИТ2) 7 соответственно. Два других источника взвешенного напряжения (ИВН1) 2 и (ИВН3) 4 подключены к положительной шине общего питания, а их выходы соответственно соединены с положительными шинами питания операционных усилителей источников постоянного тока (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7. Выходы источников постоянного тока (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7 связаны с входами модулятора импульсного двунаправленного тока (М) 8, а его выход подключен к входу токового коммутатора (К1) 9, к выходам которого подключены резистивный датчик R 10 (датчик сопротивления) и его резистивное эквивалентое устройство (Rн) 11. Потенциальные (измерительные) шины резистивного датчика (R) 10 и его резистивного эквивалентного устройства (Rн) 11 связаны потенциальными шинами с входами коммутатора напряжения (К2) 12, выходы которого соединены с дифференциальным входом инструментального операционного усилителя (ИУ) 13. Вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 14 подключен к выходу инструментального операционного усилителя (ИУ) 13 с усиленным сигналом Uпр., а кодовый эквивалент преобразованного сигнала в АЦП 14 поступает на один из входов микроконтроллера (МС) 15, а один из выходов (регистр) микроконтроллера (МС) 15 связан с управляющими шинами F устройства.The device is as follows. The general power source 16 (E pit ) supplies voltage to the reference voltage source (ION) 1, four sources of weighted voltage 2, 3, 4 and 5 (IVN1) 2, (IVN2) 3, (IVN3) 4 and (IVN4) 5, pulse bi-directional current modulator (M) 8, current switch (K1) 9, voltage switch (K2) 12, instrument operational amplifier IU 13, analog-to-digital converter (ADC) 14, microcontroller (MS) 15. Moreover, the output of the reference voltage source ( ION) 1 is connected to two inputs of the sources of weighted voltage (IVN2) 3 and (IVN4) 5, and their outputs are connected to the inputs of two sources DC power supplies (IT1) 6 and (IT2) 7, respectively. Two other sources of weighted voltage (IVN1) 2 and (IVN3) 4 are connected to the positive common power bus, and their outputs are respectively connected to the positive power buses of operational amplifiers of direct current sources (IT1 and IT2) 6 and 7. Outputs of direct current sources (IT1 and IT2) 6 and 7 are connected to the inputs of the modulator of the pulse bi-directional current (M) 8, and its output is connected to the input of the current switch (K1) 9, the outputs of which are connected to the resistive sensor R 10 (resistance sensor) and its resistive equivalent device (R m ) 11 The potential (measuring) buses of the resistive sensor (R) 10 and its resistive equivalent device (R n ) 11 are connected by potential buses to the inputs of the voltage switch (K2) 12, the outputs of which are connected to the differential input of the instrumental operational amplifier (DUT) 13. Analog input -Digital converter (ADC) 14 connected to the output of the operational amplifier tool (DUT) 13 with power signal U pr., and the equivalent code converted signal to the ADC 14 is fed to one input of the microcontroller (MC) 15, and one and outputs (register) of the microcontroller (MC) 15 is connected to the control unit F tires.

Устройство функционирует следующим образом. От микроконтроллера (МС) 15 на источники взвешенного напряжения (ИВН1…ИВН4) 2, 3, 4 и 5 поступает управляющий сигнал F1 (фиг.2), где с помощью переключаемых конденсаторов достаточно большой емкости (≈100 µF) формируется напряжение питания операционных усилителей источников постоянного тока (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7, а также их опорный сигнал от источника опорного напряжения (ИОН) 1. При этом исключаются:The device operates as follows. From the microcontroller (MS) 15 to the sources of weighted voltage (IVN1 ... IVN4) 2, 3, 4 and 5, the control signal F1 (Fig. 2) is received, where, using switched capacitors of a sufficiently large capacity (≈100 µF), the supply voltage of the operational amplifiers is formed DC sources (IT1 and IT2) 6 and 7, as well as their reference signal from the reference voltage source (ION) 1. The following are excluded:

а) составляющая шума, связанная с шумом активных элементов питания;a) the noise component associated with the noise of active batteries;

б) составляющая шума, связанная с необходимостью выделения сигнала резистивных датчиков (независимого от сопротивления подключающих проводов и цепей коммутации).b) the noise component associated with the need to isolate the signal of the resistive sensors (independent of the resistance of the connecting wires and switching circuits).

Для повышения стабильности сигнала преобразования используется один (ИОН) 1 для задания значений токов в (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7, а на выходах (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7 установлен модулятор импульсного двунаправленного тока (М) 8 для переключения токов так, что в 1-й такт коммутации (управляющий сигнал F3) (ИТ1) 6 питает резистивный датчик (с сопротивлением R), (ИТ2) 7 - резистивное эквивалентное устройство (с сопротивлением Rн), а во 2-й такт (управляющий сигнал F4) преобразования (Такт 2) наоборот: (ИТ1) 6 питает резистивное эквивалентное устройство (ИТ2) 7 - резистивный датчик. При этом, с целью одновременного уменьшения помех от наводок промышленных частоты и от величин напряжений, возникающих от температурного дрейфа активных элементов (путем вычисления в кодовом эквиваленте разности сигналов преобразования в Такте 2 и Такте 1), выходы модулятора (М) 8 соединены таким образом, что фаза сигналов питания в Такте 2 противоположна фазе сигнала питания в Такте 1 (фиг.2).To increase the stability of the conversion signal, one (ION) 1 is used to set the current values in (IT1 and IT2) 6 and 7, and a pulse bi-directional current modulator (M) 8 is installed at the outputs (IT1 and IT2) 6 and 7 to switch the currents, that in the 1st switching cycle (control signal F3) (IT1) 6 feeds the resistive sensor (with resistance R), (IT2) 7 - the equivalent resistive device (with resistance R n ), and in the 2nd cycle (control signal F4 ) conversions (Step 2) vice versa: (IT1) 6 feeds the resistive equivalent device (IT2) 7 - resistive sensor. At the same time, in order to simultaneously reduce interference from industrial frequency pickups and from voltage values arising from the temperature drift of active elements (by calculating in the code equivalent the difference of the conversion signals in Step 2 and Step 1), the outputs of the modulator (M) 8 are connected in such a way that the phase of the power signals in Step 2 is the opposite of the phase of the power signal in Step 1 (figure 2).

Выходной сигнал преобразования:Conversion Output:

Такт 1:

Figure 00000001
Beat 1:
Figure 00000001

Такт 2:

Figure 00000002
Beat 2:
Figure 00000002

где Iн - номинальное значение токов питания от (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7;where I n - the nominal value of the supply currents from (IT1 and IT2) 6 and 7;

ΔI1, ΔI2 - погрешности токов питания соответственно в (ИТ1 и ИТ2) 6 и 7;ΔI 1 , ΔI 2 - errors of supply currents respectively in (IT1 and IT2) 6 and 7;

RН - номинальное значение сопротивления резистивного датчика (R) 10 и компенсирующего его резистивного эквивалента (Rн) 11;R N is the nominal value of the resistance of the resistive sensor (R) 10 and the compensating resistive equivalent (R n ) 11;

ΔR - отклонение сопротивления резистивного датчика (R) 10 от номинального значения (Rн) 11 (информативный параметр).ΔR is the deviation of the resistance of the resistive sensor (R) 10 from the nominal value (R n ) 11 (informative parameter).

Окончательный результат преобразования в микроконтроллере (МС) 15 в кодовом эквиваленте N:The final conversion result in the microcontroller (MS) 15 in code equivalent N:

Figure 00000003
Figure 00000003

где N1 и N2 - кодовые эквиваленты, пропорциональные Uпр1 и Uпр2;where N 1 and N 2 are code equivalents proportional to U CR1 and U CR2 ;

[Iн·(±ΔR)] информативный (измеряемый) параметр датчика;[I n · (± ΔR)] informative (measured) parameter of the sensor;

[(±ΔI1±ΔI2)·(±ΔR)] - погрешность 2-го порядка малости, которой можно пренебречь.[(± ΔI 1 ± ΔI 2 ) · (± ΔR)] is the error of the second order of smallness, which can be neglected.

Подавление помех аддитивного характера обеспечивается созданием взвешенных источников питания 2, 3, 4 и 5 (ИВН2÷ИВН4), гальванической развязкой источника опорного напряжения 1 (ИОН) от источников тока 6, 7 (ИТ1 и ИТ2), подавлением синфазной помехи при подаче измерительного сигнала на дифференциальный вход инструментального операционного усилителя 13(ИУ) и выбранным алгоритмом обработки сигнала в микроконтроллере 15 (МС) при использовании двунаправленного импульсного питания резистивных датчиков и их резистивных эквивалентов, что обеспечивает построение малошумящего высокостабильного преобразователя сопротивления резистивных датчиков в напряжение.Additive interference suppression is provided by the creation of weighted power supplies 2, 3, 4 and 5 (IVN2 ÷ IVN4), galvanic isolation of the reference voltage source 1 (ION) from current sources 6, 7 (IT1 and IT2), suppression of common mode noise when a measuring signal is applied to the differential input of the instrumental operational amplifier 13 (IU) and the selected signal processing algorithm in the microcontroller 15 (MS) using bi-directional pulse power supply of resistive sensors and their resistive equivalents, which ensures ostroenie low noise of a highly resistive impedance converter voltage sensors.

Следует отметить, что предлагаемая схема построения преобразователя сопротивления резистивного датчика в напряжение позволяет подключать по любой схеме соединения тензорезисторные датчики (одиночные, полумостовые, мостовые, розеточные и т.д.).It should be noted that the proposed scheme for constructing a resistance converter of a resistive sensor to voltage allows you to connect strain gauge sensors (single, half-bridge, bridge, socket, etc.) using any connection scheme.

Claims (1)

Многоканальный преобразователь сопротивления резистивных датчиков в напряжение, содержащий источник общего питания, источник опорного напряжения, источник постоянного тока, резистивные датчики и резистивное эквивалентное устройство, токовый коммутатор, коммутатор напряжения, инструментальный операционный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, отличающийся тем, что в него введены второй источник постоянного тока, четыре источника взвешенного напряжения, входы двух из которых подключены к источнику общего питания, а выходы связаны с шинами питания операционных усилителей двух источников постоянного тока, а входы двух других источников взвешенного напряжения подключены к выходу источника опорного напряжения и их выходы соединены с входами двух источников постоянного тока, выходы последних связаны с входами модулятора импульсного двунаправленного сигнала, а его выходы подключены к входам токового коммутатора питания резистивных датчиков и резистивного эквивалентного устройства, причем потенциальные шины резистивных датчиков и резистивного эквивалентного устройства подключены к коммутатору напряжения, выход которого связан с дифференциальным входом инструментального операционного усилителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, подключенного к микроконтроллеру формирования диаграммы работы устройства, приема и выполнения алгоритма обработки измеренных сигналов, а его цифровые выходы связаны с управляющими входами источников взвешенного напряжения, модулятора импульсного двунаправленного тока, токового коммутатора, коммутатора напряжения и аналого-цифрового преобразователя. A multichannel converter of resistance of resistive sensors to voltage, containing a general power source, a reference voltage source, a direct current source, resistive sensors and a resistive equivalent device, a current switch, a voltage switch, an instrument operational amplifier and an analog-to-digital converter, characterized in that a second DC source, four sources of weighted voltage, the inputs of two of which are connected to a common power source, and the outputs with are connected to the power buses of the operational amplifiers of two DC sources, and the inputs of two other sources of weighted voltage are connected to the output of the reference voltage source and their outputs are connected to the inputs of two DC sources, the outputs of the latter are connected to the inputs of the modulator of a pulse bi-directional signal, and its outputs are connected to the inputs of the current switch power supply of resistive sensors and a resistive equivalent device, and the potential bus resistive sensors and resistive equivalent The devices are connected to a voltage switch, the output of which is connected to the differential input of the instrumental operational amplifier, the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter connected to a microcontroller for generating a device operation diagram, receiving and executing an algorithm for processing the measured signals, and its digital outputs are connected to control inputs of weighted voltage sources, pulse bi-directional current modulator, current switch, voltage switch and analog go-to-digital converter.
RU2007122974/28A 2007-06-20 2007-06-20 Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter RU2343494C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122974/28A RU2343494C1 (en) 2007-06-20 2007-06-20 Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122974/28A RU2343494C1 (en) 2007-06-20 2007-06-20 Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2343494C1 true RU2343494C1 (en) 2009-01-10

Family

ID=40374316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007122974/28A RU2343494C1 (en) 2007-06-20 2007-06-20 Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2343494C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103134988A (en) * 2013-01-31 2013-06-05 中国科学院上海技术物理研究所 Multichannel value of resistance automation measuring system
RU2499237C2 (en) * 2010-07-26 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Quick-acting converter of resistive sensor resistance change into electric signal
RU2622513C1 (en) * 2016-06-29 2017-06-16 ФАНО России Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук Transducer of voltage resistance increment
RU207874U1 (en) * 2021-04-28 2021-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "Каскад Электро" High voltage meter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499237C2 (en) * 2010-07-26 2013-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Quick-acting converter of resistive sensor resistance change into electric signal
CN103134988A (en) * 2013-01-31 2013-06-05 中国科学院上海技术物理研究所 Multichannel value of resistance automation measuring system
RU2622513C1 (en) * 2016-06-29 2017-06-16 ФАНО России Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук Transducer of voltage resistance increment
RU207874U1 (en) * 2021-04-28 2021-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "Каскад Электро" High voltage meter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7652602B2 (en) Signal interface circuit
US8845870B2 (en) Digital potentiostat circuit and system
US9871442B2 (en) Zero-offset voltage feedback for AC power supplies
EP2557989A2 (en) Method and apparatus to determine impedance variations in a skin/electrode interface
RU2343494C1 (en) Multichannel resistive sensors resistance - voltage converter
JP2007514148A5 (en)
WO2004081588A3 (en) Wiring error detector
CN109782053B (en) Power supply device
AU2012214000B2 (en) Device and method for evaluating signals of load cells with strain gauges
RU2401419C2 (en) Multichannel data acquisition device for sensors with two-wire interface (versions)
TWI599177B (en) Zero crossing detector using current mode approach
RU2400711C1 (en) Strain-measuring transducer
JP2001141753A (en) Current and electric quantity measuring circuit
JP2018119944A (en) Voltage measuring device and voltage measuring method
RU2696930C1 (en) Digital strain-gage transducer on carrier frequency
CN114204941A (en) Noise cancellation in impedance measurement circuits
RU2445638C1 (en) Current sensor
EP2700172B1 (en) Arrangement for reading out an analogue voltage signal
CN106130560B (en) Integrator applied to sigma delta analog-to-digital conversion circuit with DAC function
JP5687311B2 (en) Voltage measurement circuit
JP2008118583A (en) A/d conversion system
CN106130561B (en) ADC integrator with DAC function and measuring method
CN114199353B (en) Strain bridge input sampling circuit and weighing system
JP5851316B2 (en) Voltage detector
RU2731033C1 (en) Bridge-type pressure transducer