RU2477865C2

RU2477865C2 - Measuring device

Info

Publication number: RU2477865C2
Application number: RU2011120288/28A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Петроченко; Борис Петрович Подборонов; Андрей Яковлевич Стерлин; Валерий Владимирович Синдинский
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2013-03-20
Also published as: RU2011120288A

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: proposed device includes the following: five keys, four switching devices, two analogue-to-digital converters, five dividers, one multiplying device, three memory devices, two adders, a temperature metre and a control unit, which allows excluding systematic additive and multiplicative errors from an operating signal.

EFFECT: improving the operation accuracy of measuring devices using strain gauge bridge transmitters with direct current supply.

1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к разделу измерений неэлектрических величин электрическим способом. Оно может быть применено в устройствах, где используются тензометрические мостовые датчики (запитанные постоянным током), изменяющие свои параметры при изменении измеряемых физических величин. Построение устройств на базе тензометрических мостовых датчиков с дальнейшим усилением сигналов инструментальными усилителями (нормирующими преобразователями) - известный прием, широко освещенный в технической литературе. Как и ко всяким устройствам измерения, к устройствам этого типа предъявляются высокие требования к точности измерений при воздействии внешних мешающих факторов (колебаний температуры, электромагнитных помех и т.д.).The invention relates to measuring technique, in particular to the section for measuring non-electrical quantities by electrical means. It can be used in devices that use strain gauge bridge sensors (powered by direct current), which change their parameters when changing the measured physical quantities. The construction of devices based on strain gauge bridge sensors with further signal amplification by instrumental amplifiers (normalizing converters) is a well-known technique widely covered in the technical literature. As with any measurement device, this type of device has high requirements for measurement accuracy when exposed to external disturbing factors (temperature fluctuations, electromagnetic interference, etc.).

Предлагаемое изобретение направлено на создание средств уменьшения систематических аддитивных и мультипликативных погрешностей в измерительном сигнале при использовании в измерительных цепях тензометрических мостовых датчиков с инструментальными усилителями. К указанному классу погрешностей относятся погрешности, вызываемые паразитными термо-ЭДС, возникающими в линиях связи датчика с инструментальным усилителем (аддитивная погрешность), а также погрешности, связанные с изменением коэффициента усиления нормирующего преобразователя (мультипликативная погрешность и погрешности, вызываемые изменением напряжения питания мостовых датчиков).The present invention is directed to creating means of reducing systematic additive and multiplicative errors in a measuring signal when using strain gauge bridge sensors with instrumental amplifiers in the measuring circuits. The specified class of errors includes errors caused by parasitic thermo-EMFs arising in the sensor and instrumentation amplifier communication lines (additive error), as well as errors associated with a change in the gain of the normalizing transducer (multiplicative error and errors caused by a change in the supply voltage of the bridge sensors) .

Известны измерительные устройства, в которых предусмотрены средства подавления систематических погрешностей. Например, в патенте US №4142405, МПК G01K 7/20, G01L 1/22, G01R 17/10 предусмотрена так называемая схема активной компенсации изменений сопротивлений линий связи источника питания с тензометрическим мостовым датчиком. Эта схема располагается между источником питания и вершиной высокого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика. Она позволяет минимизировать погрешности от влияния колебаний температуры и изменения длины проводов на изменение сопротивлений линий связи датчика с источником питания. Однако в устройстве по патенту US №4142405 отсутствует техническая возможность устранения систематических погрешностей, возникающих в линиях связи датчиков с инструментальным усилителем.Known measuring devices that provide means for suppressing systematic errors. For example, in US patent No. 4142405, IPC G01K 7/20, G01L 1/22, G01R 17/10, a so-called active compensation scheme for changes in the resistance of communication lines of a power supply with a strain gauge bridge sensor is provided. This circuit is located between the power source and the peak of the high potential of the power diagonal of the strain gauge bridge sensor. It allows you to minimize errors from the influence of temperature fluctuations and changes in the length of wires on the change in the resistance of the sensor communication lines with the power source. However, in the device according to US patent No. 4142405 there is no technical possibility of eliminating systematic errors arising in the communication lines of the sensors with the instrumental amplifier.

Из литературных источников («Измерение электрических и неэлектрических величин». Учебное пособие для вузов / Н.Н.Евтихеев, Я.А.Купершмидт и др.; Под общей ред. Н.Н.Евтихеева. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с.120-123) известны схемы устройства для минимизации систематических аддитивных и мультипликативных погрешностей, возникающих в линиях связи датчиков с усилителем. Схемы этого устройства взяты за прототип.From literary sources ("Measurement of electrical and non-electrical quantities." Textbook for universities / N.N. Evtikheev, Ya.A. Kupershmidt and others; Under the general editorship of N.N. Evtikheev. - M.: Energoatomizdat, 1989, p.120-123) device circuits are known for minimizing systematic additive and multiplicative errors arising in the communication lines of sensors with an amplifier. Schemes of this device are taken as a prototype.

Недостатком прототипа, приведенного в указанной литературе, является необходимость организации двух абсолютно идентичных измерительных каналов, по одному из которых передается эталонный сигнал, а затем в случае исключения аддитивных погрешностей проводят операцию вычитания показаний результатов измерения одного канала из другого, а в случае исключения мультипликативных погрешностей - деление результатов измерения одного канала на другой. Реализация двух абсолютно идентичных каналов практически недостижима, что ухудшает точность измерения.The disadvantage of the prototype described in the literature is the need to organize two absolutely identical measuring channels, one of which gives a reference signal, and then, in the case of eliminating additive errors, the operation subtracts the readings of the measurement results of one channel from the other, and in the case of eliminating multiplicative errors - dividing the measurement results of one channel to another. The implementation of two absolutely identical channels is practically unattainable, which affects the accuracy of the measurement.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении точности работы измерительных устройств, использующих тензометрические мостовые датчики с питанием постоянным током, за счет устранения систематических аддитивных и мультипликативных погрешностей посредством независимого измерения этих погрешностей и удаления их из общего результата при штатном измерении полезного сигнала.The technical result of the invention consists in increasing the accuracy of measuring devices using strain gauge bridge sensors with DC power, by eliminating systematic additive and multiplicative errors by independently measuring these errors and removing them from the overall result during regular measurement of the useful signal.

Достижение данного результата обеспечивается тем, что в измерительное устройство, содержащее тензометрический мостовой датчик, инструментальный усилитель, схему активной компенсации, расположенную между источником питания и вершиной высокого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика, при этом вершина нулевого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика подключена к шине «земля», а вершины измерительной диагонали тензометрического мостового датчика подключены к дифференциальному входу инструментального усилителя, запитанного от двуполярного источника питания, дополнительно введены пять ключей, четыре коммутирующих устройства, два аналого-цифровых преобразователя, пять делителей, одно умножающее устройство, три запоминающих устройства, два сумматора, измеритель температуры и блок управления, при этом первый и второй ключи располагаются в линиях связи вершин измерительной диагонали тензометрического мостового датчика с дифференциальным входом инструментального усилителя, третий ключ расположен в линии связи выхода первого делителя на постоянную величину M>>1 с положительным входом инструментального усилителя, четвертый ключ расположен в линии связи отрицательного входа инструментального усилителя с шиной «земля», пятый ключ в линии связи положительного и отрицательного входов инструментального усилителя, выход инструментального усилителя соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к входам первого, второго, третьего и четвертого коммутирующих устройств, выход первого коммутирующего устройства подключен к входу первого запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройства связан с инверсным входом первого сумматора, прямой вход первого сумматора подключен к выходу второго коммутирующего устройства, выход первого сумматора связан с входом умножающего устройства на постоянную величину M>>1, выход умножающего устройства соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого связан с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, вход второго аналого-цифрового преобразователя, так же как и вход первого делителя, соединены с положительной клеммой источника питания, выход второго делителя связан с входом второго запоминающего устройства, выход второго запоминающего устройства связан со вторыми входами третьего и четвертого делителей, выход третьего коммутирующего устройства подключен к первому входу третьего делителя, выход третьего делителя соединен с входом третьего запоминающего устройства, выход третьего запоминающего устройства соединен с инверсным входом второго сумматора, прямой вход второго сумматора подключен к выходу четвертого делителя, первый вход которого связан с выходом четвертого коммутирующего устройства, выход второго сумматора связан с первым входом пятого делителя, второй вход пятого делителя подключен к выходу второго аналого-цифрового преобразователя, выход пятого делителя является выходом измерительного устройства, вход блока управления связан с выходом измерителя температуры, цифровой управляющий выход «а» блока управления связан с входами управления всех ключей, коммутирующих устройств и первого запоминающего устройства, цифровой адресный выход «в» блока управления подключен к адресным входам второго и третьего запоминающих устройств, выходы сигналов запись «ЗП», чтение «СЧ» блока управления соединены с соответствующими входами второго и третьего запоминающих устройств.The achievement of this result is ensured by the fact that a measuring device containing a strain gauge bridge sensor, an instrument amplifier, an active compensation circuit located between the power source and the peak of the high potential of the strain gauge of the strain gauge bridge sensor, while the peak of the zero potential of the power diagonal of the strain gauge bridge sensor is connected to the bus Ground, and the vertices of the measuring diagonal of the strain gauge bridge sensor are connected to the differential input the instrument amplifier, powered by a bipolar power source, additionally introduced five keys, four switching devices, two analog-to-digital converters, five dividers, one multiplying device, three storage devices, two adders, a temperature meter and a control unit, with the first and second the keys are located in the communication lines of the vertices of the measuring diagonal of the strain gauge bridge sensor with the differential input of the instrument amplifier, the third key is located in the communication line ode of the first divider by a constant value M >> 1 with a positive input of the instrument amplifier, the fourth key is located in the communication line of the negative input of the instrument amplifier with the ground bus, the fifth key is in the communication line of the positive and negative inputs of the instrument amplifier, the output of the instrument amplifier is connected to the input the first analog-to-digital converter, the output of the first analog-to-digital converter is connected to the inputs of the first, second, third, and fourth switching devices; of the first switching device is connected to the input of the first storage device, the output of the first storage device is connected to the inverse input of the first adder, the direct input of the first adder is connected to the output of the second switching device, the output of the first adder is connected to the input of the multiplying device by a constant value M >> 1, the output of the multiplying the device is connected to the first input of the second divider, the second input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter, the input of the second analog-to-digital converter As the input of the first divider is connected to the positive terminal of the power supply, the output of the second divider is connected to the input of the second storage device, the output of the second storage device is connected to the second inputs of the third and fourth dividers, the output of the third switching device is connected to the first input of the third divider , the output of the third divider is connected to the input of the third storage device, the output of the third storage device is connected to the inverse input of the second adder, the direct input of the second the adder is connected to the output of the fourth divider, the first input of which is connected to the output of the fourth switching device, the output of the second adder is connected to the first input of the fifth divider, the second input of the fifth divider is connected to the output of the second analog-to-digital converter, the output of the fifth divider is the output of the measuring device, the input of the block management communication with an outlet temperature gauge, digital control output "a" of the control unit associated with the control inputs of all keys, and the first switching devices commandments inayuschego device, a digital address output "c" of the control unit is connected to the address inputs of the second and third memory devices, signal outputs of the entry "CP" reading "MF" control unit connected to the respective inputs of the second and third memory devices.

На фигуре показана структурная схема измерительного устройства:The figure shows a structural diagram of a measuring device:

1, 2, 3, 4 - тензорезисторы мостового датчика;1, 2, 3, 4 - strain gauges of the bridge sensor;

5, 6, 7, 8, 9 - ключи;5, 6, 7, 8, 9 - keys;

10, 11, 12, 13, 14 - делители;10, 11, 12, 13, 14 - dividers;

15 - инструментальный усилитель;15 - instrumental amplifier;

16, 17 - аналого-цифровые преобразователи (АЦП);16, 17 - analog-to-digital converters (ADC);

18, 19, 20, 21 - коммутирующие устройства;18, 19, 20, 21 - switching devices;

22, 23, 24 - запоминающие устройства;22, 23, 24 - storage devices;

25, 26 - сумматоры;25, 26 - adders;

27 - умножающее устройство;27 - a multiplying device;

28 - блок управления;28 - control unit;

29 - измеритель температуры (датчик температуры);29 - temperature meter (temperature sensor);

30 - схема активной компенсации.30 is a diagram of active compensation.

Тензорезисторы 1, 2, 3, 4 образуют тензометрический мостовой датчик, у которого общая точка резисторов 1 и 3 представляет вершину высокого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика, общая точка резисторов 2 и 4 представляет вершину нулевого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика. Общие точки резисторов 1, 2 и 3, 4 являются вершинами измерительной диагонали тензометрического мостового датчика. Вершина высокого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика соединена с выходом схемы активной компенсации 30. Вход схемы 30 соединен с источником питания U_n. Вершина низкого потенциала диагонали питания тензометрического мостового датчика соединена с шиной «земля».Strain gages 1, 2, 3, 4 form a strain gauge bridge sensor, in which the common point of resistors 1 and 3 represents the peak of the high potential of the power diagonal of the strain gauge bridge sensor, the common point of resistors 2 and 4 represents the peak of the zero potential of the power diagonal of the strain gauge bridge sensor. The common points of the resistors 1, 2 and 3, 4 are the vertices of the measuring diagonal of the strain gauge bridge sensor. The peak of the high potential of the power diagonal of the strain gauge bridge sensor is connected to the output of the active compensation circuit 30. The input of the circuit 30 is connected to a power source U _n . The peak of the low potential of the power diagonal of the strain gauge bridge sensor is connected to the ground bus.

Вершины измерительной диагонали тензометрического мостового датчика (общие точки резисторов 1, 2 и 3, 4) через первый и второй ключи 5, 6 соединены с дифференциальным входом инструментального усилителя 15. Входы питания инструментального усилителя 15 соединены с двуполярным источником питания (U_n, -U_n). Выход инструментального усилителя 15 соединен с входом первого аналого-цифрового преобразователя 16. Выход аналого-цифрового преобразователя 16 через коммутирующие устройства 18, 19, 20, 21 соответственно соединен с входами первого запоминающего устройства 22, первого сумматора 25 и первыми входами третьего и четвертого делителей 12, 13.The vertices of the measuring diagonal of the strain gauge bridge sensor (common points of resistors 1, 2 and 3, 4) are connected through the first and second keys 5, 6 to the differential input of the instrument amplifier 15. The power inputs of the instrument amplifier 15 are connected to a bipolar power source (U _n , -U _n ). The output of the instrumentation amplifier 15 is connected to the input of the first analog-to-digital converter 16. The output of the analog-to-digital converter 16 is connected through inputs of the switching devices 18, 19, 20, 21 to the inputs of the first storage device 22, the first adder 25, and the first inputs of the third and fourth dividers 12 , 13.

Выход умножающего устройства 27 подключен к первому входу второго делителя 11, второй вход которого связан с выходом второго АЦП 17. Вход АЦП 17, так же как и вход первого делителя 10, связан с клеммой U_n источника питания. Выход делителя 10 через третий ключ 7 подключен к положительному входу инструментального усилителя 15. Отрицательный вход усилителя 15 через четвертый ключ 9 связан с шиной «земля». Между положительным и отрицательным входами инструментального усилителя 15 расположен ключ 8. Выход второго делителя 11 соединен с входом второго запоминающего устройства 23. Выход устройства 23 связан со вторыми входами третьего и четвертого делителей 12, 13. Выход делителя 12 подключен к входу третьего запоминающего устройства 24. Выход устройства 24 соединен с инверсным входом второго сумматора 26. Выход делителя 13 подключен к прямому входу сумматора 26. Выход второго сумматора 26 связан с первым входом пятого делителя 14, второй вход которого соединен с выходом второго АЦП 17. Выход делителя 14 является выходом измерительного устройства.The output of the multiplying device 27 is connected to the first input of the second divider 11, the second input of which is connected to the output of the second ADC 17. The input of the ADC 17, like the input of the first divider 10, is connected to the terminal U _{n of the} power source. The output of the divider 10 through the third key 7 is connected to the positive input of the instrumental amplifier 15. The negative input of the amplifier 15 through the fourth key 9 is connected to the ground bus. Between the positive and negative inputs of the instrumental amplifier 15 is a key 8. The output of the second divider 11 is connected to the input of the second storage device 23. The output of the device 23 is connected to the second inputs of the third and fourth dividers 12, 13. The output of the divider 12 is connected to the input of the third storage device 24. The output of the device 24 is connected to the inverse input of the second adder 26. The output of the divider 13 is connected to the direct input of the adder 26. The output of the second adder 26 is connected to the first input of the fifth divider 14, the second input of which is Inonii with the output of the second ADC 17. The output of the divider 14 is the output of the measuring device.

Управление переключением всех ключей, коммутирующих устройств и записью (чтением) в запоминающие устройства производится цифровыми сигналами, а также сигналами «ЗП» и «СЧ», подаваемыми с выходов «а», «в», «ЗП», «СЧ» блока управления 28. Сигнал об изменении температуры измерительного устройства поступает в блок управления 28 от измерителя температуры 29.The switching of all keys, switching devices and writing (reading) to storage devices is controlled by digital signals, as well as “ЗП” and “СЧ” signals supplied from outputs “ а ”, “ в ”, “ЗП”, “СЧ” of the control unit 28. The signal about the temperature change of the measuring device is supplied to the control unit 28 from the temperature meter 29.

Работает устройство следующим образом. Перед началом первого режима штатных рабочих измерений производится определение систематических мультипликативных и аддитивных погрешностей при различных уровнях температуры измерительного устройства, принудительно задаваемых оператором при ненагруженном тензометрическом мостовом датчике. Изменение температуры элементов измерительного устройства в режиме определения аддитивных и мультипликативных погрешностей может производиться разными способами и в данном изобретении не приводится. Найденные величины указанных погрешностей записываются в соответствующие им ячейки запоминающих устройств. Для мультипликативных поправок используется запоминающее устройство 23, а для аддитивных - 24. Нумерация ячеек в обоих запоминающих устройствах одинаковая и соответствует нумерации температурных уровней. После выполнения процедуры определения погрешностей начинается режим штатных измерений. В этом режиме из фактически получаемых величин рабочего сигнала с учетом температурного состояния измерительного устройства удаляются ранее найденные систематические погрешности, хранящиеся в памяти. Подробнее это делается так. Для нахождения погрешностей ненагруженное измерительное устройство подвергается постепенному тепловому воздействию. Температура измеряется датчиком температуры 29. На достигнутом уровне температуры блок управления 28 на выходе «a» вырабатывает первую управляющую команду. По этой команде ключи 8, 9 и коммутирующее устройство 18 замкнуты, все остальные ключи и коммутирующие устройства разомкнуты. Вход инструментального усилителя 15 закорочен и соединен с шиной «земля». На выходе инструментального усилителя 15 появляется сигнал Δ_адui(K+ΔK_i), где Δ_аддi - аддитивная погрешность инструментального усилителя на i-ом температурном уровне. Сигнал Δ_адui(K+ΔK_i) запоминается в первом запоминающем устройстве 22 (по первой запоминающей команде, подаваемой с выхода «а» блока управления 28) и подается на инверсный вход первого сумматора 25.The device operates as follows. Before the beginning of the first mode of regular working measurements, systematic multiplicative and additive errors are determined at various temperature levels of the measuring device, forcibly set by the operator with an unloaded strain gauge bridge sensor. Changing the temperature of the elements of the measuring device in the mode of determining additive and multiplicative errors can be made in different ways and is not given in this invention. The found values of these errors are recorded in the corresponding memory cells. For multiplicative corrections, a storage device 23 is used, and for additive corrections - 24. The cell numbering in both storage devices is the same and corresponds to the numbering of temperature levels. After completing the procedure for determining errors, the standard measurement mode begins. In this mode, previously found systematic errors stored in the memory are deleted from the actually obtained values of the working signal, taking into account the temperature state of the measuring device. This is done in more detail in this way. To find errors, an unloaded measuring device is subjected to gradual thermal exposure. The temperature is measured by the temperature sensor 29. At the reached temperature level, the control unit 28 at the output " a " generates a first control command. On this command, the keys 8, 9 and the switching device 18 are closed, all other keys and switching devices are open. The input of the instrumental amplifier 15 is shorted and connected to the ground bus. At the output of the instrument amplifier 15, a signal Δ _adui (K + ΔK _i ) appears, where Δ _addi is the additive error of the instrument amplifier at the i-th temperature level. The signal Δ _adui (K + ΔK _i ) is stored in the first memory 22 (by the first memory command supplied from the output " a " of the control unit 28) and fed to the inverse input of the first adder 25.

По второй управляющей команде с выхода «а» блока управления 28 ключи 7, 9 и коммутирующее устройство 19 замкнуты, остальные ключи и коммутирующие устройства разомкнуты. Сигнал

с выхода делителя 10 поступает на вход инструментального усилителя 15. На выходе инструментального усилителя 15 появляется сигнал

. Этот сигнал поступает на прямой вход первого сумматора 25. На выходе сумматора 25 образуется сигнал -

, далее он умножается на величину M (умножающее устройство 27), а затем делится на величину U_n (делитель 11), на который он подается с выхода второго АЦП 17. Далее сигнал (K+ΔK_i) по адресной команде с выхода «в» блока управления 28 записывается в i-ю ячейку второго запоминающего устройства 23. На этом операция определения мультипликативной погрешности для данного уровня температуры заканчивается.According to the second control command from the output " a " of the control unit 28, the keys 7, 9 and the switching device 19 are closed, the remaining keys and switching devices are open. Signal

from the output of the divider 10 is fed to the input of the instrument amplifier 15. At the output of the instrument amplifier 15 a signal appears

. This signal is fed to the direct input of the first adder 25. At the output of the adder 25, a signal is generated -

, then it is multiplied by the value of M (multiplying device 27), and then divided by the value of U _n (divider 11), to which it is supplied from the output of the second ADC 17. Next, the signal (K + ΔK _i ) by the address command from the output “ to "Of the control unit 28 is recorded in the i-th cell of the second storage device 23. At this point, the operation of determining the multiplicative error for a given temperature level ends.

Блок управления 28 на выходе «a» вырабатывает третью управляющую команду. По этой команде ключи 5, 6 и коммутирующее устройство 20 замкнуты, остальные ключи и коммутирующие устройства разомкнуты. На вход инструментального усилителя 15 с тензометрического мостового датчика подается сигналThe control unit 28 at the output " a " generates a third control command. According to this command, the keys 5, 6 and the switching device 20 are closed, the remaining keys and switching devices are open. A signal is input to the input of the instrumentation amplifier 15 from a strain gauge bridge sensor

гдеWhere

R_i - сопротивление тензорезисторов моста на i-м уровне температуры,R _i is the resistance of the strain gages of the bridge at the i-th temperature level,

ΔR_i - температурный разбаланс тензорезисторов на i-м уровне температуры.ΔR _i - temperature imbalance of strain gages at the i-th temperature level.

Δ_аддi - аддитивная погрешность в линии связи тензометрического мостового датчика и инструментального усилителя на i-м уровне температуры. На выходе инструментального усилителя образуется сигнал

. Этот сигнал по адресной команде с выхода «в» блока управления 28 на третьем делителе 12 преобразуется в сигнал

и записывается в i-ю ячейку третьего запоминающего устройства 24. На этом заканчивается определение искомых погрешностей на i-м уровне температуры. Температура, измеряемая датчиком температуры 29, продолжает изменяться. При достижении следующего уровня температуры блок управления вырабатывает новую серию цифровых команд на выходах «а», «в» и служебных сигналов «ЗП» блока управления 28 и тем самым повторяет описанную выше процедуру определения указанных погрешностей. Это продолжается до тех пор, пока не будут установлены погрешности для каждого температурного уровня. Далее выполняется штатный режим измерений.Δ _addi is the additive error in the communication line of the strain gauge bridge sensor and the instrument amplifier at the i-th temperature level. A signal is generated at the output of the instrumentation amplifier.

. This signal by the address command from the output " to " of the control unit 28 on the third divider 12 is converted into a signal

and is recorded in the i-th cell of the third storage device 24. This completes the determination of the desired errors at the i-th temperature level. The temperature measured by the temperature sensor 29 continues to change. Upon reaching the next temperature level, the control unit generates a new series of digital commands at the outputs " a ", " b " and service signals "RF" of the control unit 28 and thereby repeats the above procedure for determining the indicated errors. This continues until errors are established for each temperature level. Next, the standard measurement mode is performed.

Блок управления 28 с выхода «а» выдает четвертую управляющую команду. По этой команде ключи 5, 6 и коммутирующее устройство 21 замкнуты, остальные ключи и коммутирующие устройства разомкнуты. Сигнал с выхода тензометрического мостового датчика в виде

(где ΔR_ri - изменение сопротивления тензорезисторов под воздействием измеряемых нагрузок) подается на вход усилителя 15. На выходе инструментального усилителя 15 образуется сигнал

. Этот сигнал на четвертом делителе 13 по адресной команде, пришедший с выхода «в» устройства 28 на второе запоминающее устройство 23, преобразуется в сигнал

, который с выхода четвертого делителя 13 поступает на прямой вход второго сумматора 26, где из него вычитают величину и

, выбираемую из соответствующей ячейки третьего запоминающего устройства 24 по той же адресной команде. На выходе сумматора 26 образуется сигнал

, который на пятом делителе 14 делится на величину U_n, тем самым получают чистый сигнал

. Выборка значений (K+ΔK_i) и

из ячеек памяти первого и второго запоминающих устройств 23, 24 производится блоком управления 28 по сигналу, поступающему на его вход от датчика температуры 29. Управление всеми видами переключений при переходе с режимов рабочих измерений на режим определения систематических погрешностей производят посредством блока управления 28 по команде оператора в соответствии с регламентом поверок измерительного устройства.The control unit 28 from the output "a" issues a fourth control command. On this command, the keys 5, 6 and the switching device 21 are closed, the remaining keys and switching devices are open. The signal from the output of the strain gauge bridge sensor in the form

(where ΔR _ri is the resistance change of the strain gages under the influence of the measured loads) is fed to the input of the amplifier 15. At the output of the instrument amplifier 15, a signal is generated

. This signal on the fourth divider 13 by the address command, which came from the output " in " of the device 28 to the second storage device 23, is converted into a signal

, which from the output of the fourth divider 13 goes to the direct input of the second adder 26, where the value is subtracted from it and

selected from the corresponding cell of the third storage device 24 at the same address command. The output of the adder 26 produces a signal

, which at the fifth divider 14 is divided by the value of U _n , thereby obtaining a clean signal

. The sample of values (K + ΔK _i ) and

from the memory cells of the first and second storage devices 23, 24 is performed by the control unit 28 by a signal received at its input from the temperature sensor 29. All types of switching during the transition from the operating measurement mode to the systematic error determination mode are controlled by the control unit 28 at the command of the operator in accordance with the regulations for verification of the measuring device.

Claims

A measuring device containing a strain gauge bridge sensor, an instrument amplifier, an active compensation circuit located between the power source and the peak of the high potential of the strain gauge of the strain gauge bridge sensor, while the peak of the zero potential of the strain gauge of the strain gauge bridge sensor is connected to the ground bus, and the vertices of the measuring diagonal strain gauge bridge sensor connected to the differential input of the instrument amplifier, powered from bipolar power supply, characterized in that five keys, four switching devices, two analog-to-digital converters, five dividers, one multiplying device, three storage devices, two adders, a temperature meter and a control unit are introduced into the device, with the first and second keys are located in the communication lines of the vertices of the measuring diagonal of the strain gauge bridge sensor with the differential input of the instrument amplifier, the third key is located in the communication line of the output of the first divider to a constant the value M >> 1 with a positive input of the instrument amplifier, the fourth key is located in the communication line of the negative input of the instrument amplifier with the ground bus, the fifth key is in the communication line of the positive and negative inputs of the instrument amplifier, the output of the instrument amplifier is connected to the input of the first analog-to-digital converter , the output of the first analog-to-digital converter is connected to the inputs of the first, second, third and fourth switching devices, the output of the first switching device is connected to the input of the first storage device, the output of the first storage device is connected to the inverse input of the first adder, the direct input of the first adder is connected to the output of the second switching device, the output of the first adder is connected to the input of the multiplying device by a constant value M >> 1, the output of the multiplying device is connected to the first input of the second divider, the second input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter, the input of the second analog-to-digital converter, as well as the input of the first The device is connected to the positive terminal of the power source, the output of the second divider is connected to the input of the second storage device, the output of the second storage device is connected to the second inputs of the third and fourth dividers, the output of the third switching device is connected to the first input of the third divider, the output of the third divider is connected to the input of the third the storage device, the output of the third storage device is connected to the inverse input of the second adder, the direct input of the second adder is connected to the output of the four the second divider, the first input of which is connected to the output of the fourth switching device, the output of the second adder is connected to the first input of the fifth divider, the second input of the fifth divider is connected to the output of the second analog-to-digital converter, the output of the fifth divider is the output of the measuring device, the input of the control unit is connected to the output temperature meter, digital control output “a” of the control unit is connected to the control inputs of all keys, switching devices and the first storage device, digital address the output “v” of the control unit is connected to the address inputs of the second and third storage devices, the signal outputs the recording “ZP”, the reading “MF” of the control unit are connected to the corresponding inputs of the second and third storage devices.