RU2586084C1 - Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage - Google Patents

Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage Download PDF

Info

Publication number
RU2586084C1
RU2586084C1 RU2015107532/28A RU2015107532A RU2586084C1 RU 2586084 C1 RU2586084 C1 RU 2586084C1 RU 2015107532/28 A RU2015107532/28 A RU 2015107532/28A RU 2015107532 A RU2015107532 A RU 2015107532A RU 2586084 C1 RU2586084 C1 RU 2586084C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
operational amplifier
resistance
inverting input
converter
Prior art date
Application number
RU2015107532/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Фурман
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 RU2015107532/28A priority Critical patent/RU2586084C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586084C1 publication Critical patent/RU2586084C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment; electricity.
SUBSTANCE: invention can be particularly used to measure resistance increment in remote resistance strain gauges or thermistors in multichannel measuring systems operating in conditions of intense industrial interference. Multi-channel converter of resistive sensors resistance into voltage comprises “n” of resistance transducers, “n” first, “n” second, "n" third and “n” fourth wires, four groups of key elements with “n” switch elements in each, reference voltage source, two equal reference resistors, three operational amplifiers and adder.
EFFECT: high noise-immunity of multichannel converter and conversion of resistance increment of resistance transducers into voltage.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть, в частности, использовано для измерения приращения сопротивлений удаленных тензорезисторов или терморезисторов в многоканальных измерительных системах, предназначенных для анализа напряженно-деформированного состояния конструкций.The invention relates to electrical engineering and can, in particular, be used to measure the increment of the resistances of remote strain gauges or thermistors in multichannel measuring systems designed to analyze the stress-strain state of structures.

Известна многоканальная измерительная система К742. Система разработана ВНИИЭП и выпускалась серийно на Омском заводе «Электроточприбор».Known multi-channel measuring system K742. The system was developed by VNIIEP and was mass-produced at the Omsk plant Elektrotochpribor.

Система измерительная информационная К742.System measuring information K742.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗПИ.487.059 ТО 1983 г. ВНИИЭП.Technical description and instruction manual ZPI.487.059 THAT 1983 VNIIEP.

М.Л. Дайчик, Н.И. Пригоровский, Г.Х. Хуршудов Методы и средства натурной тензометрии. Справочник. - М.: Машиностроение. - 1989 г., - с. 64-65.M.L. Daychik, N.I. Prigorovsky, G.Kh. Khurshudov Methods and means of full-scale tensometry. Directory. - M.: Mechanical Engineering. - 1989, - with. 64-65.

В системе К742 в режиме работы с одиночными тензорезисторами они подключаются к коммутатору измерительной части по четырехпроводной схеме. В системе измеряют отклонение сопротивления каждого тензорезистора относительно величины сопротивления опорного резистора, при этом измерительная схема построена таким образом, что тензорезистор включается последовательно с опорным резистором в ветвь, питаемую током. Другая ветвь, состоящая из двух последовательно включенных постоянных резисторов, питается напряжением. Выходной сигнал снимается со средних точек ветвей. Измерительная схема не симметрична к действию помех, поэтому имеет низкую помехозащищенность.In the K742 system, in the mode of operation with single strain gages, they are connected to the switch of the measuring part in a four-wire circuit. The system measures the deviation of the resistance of each strain gauge relative to the resistance value of the reference resistor, while the measuring circuit is designed in such a way that the strain gauge is connected in series with the reference resistor in the branch that is supplied with current. The other branch, consisting of two series-connected constant resistors, is powered by voltage. The output signal is taken from the midpoints of the branches. The measuring circuit is not symmetrical to the effect of interference, therefore, has a low noise immunity.

Известен преобразователь сигналов одиночных тензорезисторов. Патент РФ №2379695, G01R 17/02. Преобразователь используется для преобразования сигналов удаленных одиночных тензорезисторов с различными номинальными сопротивлениями в многоточечных измерительных системах. Он содержит источник опорного напряжения, набор опорных резисторов, коммутатор и два операционных усилителя, один из которых имеет взвешенный источник питания, изолированный от общей шины преобразователя. Тензорезисторы подключаются к измерительной схеме преобразователя по четырехпроводной схеме. Использование источника питания, изолированного от общей шины преобразователя, нарушает симметрию измерительной схемы, поэтому преобразователь имеет низкую помехозащищенность.A known signal converter single strain gages. RF patent No. 2379695, G01R 17/02. The converter is used to convert signals from remote single strain gages with different nominal resistances in multi-point measuring systems. It contains a reference voltage source, a set of reference resistors, a switch, and two operational amplifiers, one of which has a weighted power supply isolated from the common converter bus. Strain gages are connected to the measuring circuit of the converter in a four-wire circuit. The use of a power source isolated from the common bus of the converter violates the symmetry of the measuring circuit, therefore, the converter has low noise immunity.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является линейный преобразователь сопротивления резистивного датчика в напряжение А.С. №892349, G01R 27/16.The closest technical solution to the proposed invention is a linear converter of the resistance of the resistive sensor to voltage A.S. No. 892349, G01R 27/16.

Преобразователь предназначен для работы с удаленными резистивными датчиками и может быть использован в многоточечных тензорезисторных измерительных устройствах. Он содержит два операционных усилителя, дифференциальный усилитель, образцовый (опорный) резистор и источник опорного напряжения. Все они питаются от источника питания, связанного с общей шиной преобразователя. Датчики подключаются по четырехпроводной схеме, при этом в каждый провод могут быть включены ключевые элементы. Первый операционный усилитель работает в режиме повторителя напряжения, в цепь обратной связи которого включены первый и второй провода, подключенные к одному выводу датчика. Повторитель напряжения передает потенциал общей шины на первый вывод резистивного датчика. В токовый провод повторителя напряжения включен образцовый резистор. Ток через него равен току, протекающему через резистивный датчик, и поддерживается постоянным в результате действия общей отрицательной обратной связи по току. Выход второго операционного усилителя третьим проводом соединен со вторым выводом резистивного датчика. Выходное напряжение преобразователя снимается со второго вывода резистивного датчика четвертым проводом, при этом для устранения погрешности измерения входное сопротивление измерителя выходного напряжения преобразователя должно быть много больше сопротивления четвертого провода и включенного в него ключевого элемента. Измерительная схема преобразователя не симметрична по отношению к действию помех и имеет низкую помехозащищенность. Преобразователь измеряет только величину сопротивления резистивного датчика и не измеряет его приращение.The converter is designed to work with remote resistive sensors and can be used in multipoint strain gauge measuring devices. It contains two operational amplifiers, a differential amplifier, a reference resistor, and a voltage reference. All of them are powered by a power source connected to the common bus of the converter. Sensors are connected in a four-wire circuit, while key elements can be included in each wire. The first operational amplifier operates in voltage follower mode, the feedback circuit of which includes the first and second wires connected to one output of the sensor. The voltage follower transfers the potential of the common bus to the first output of the resistive sensor. A reference resistor is included in the current wire of the voltage follower. The current through it is equal to the current flowing through the resistive sensor, and is kept constant as a result of the action of the general negative current feedback. The output of the second operational amplifier by a third wire is connected to the second output of the resistive sensor. The output voltage of the converter is removed from the second output of the resistive sensor by the fourth wire, and in order to eliminate the measurement error, the input resistance of the converter output voltage meter should be much greater than the resistance of the fourth wire and the key element included in it. The measuring circuit of the transducer is not symmetrical with respect to the effect of interference and has low noise immunity. The converter measures only the resistance value of the resistive sensor and does not measure its increment.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение помехозащищенности многоканального преобразователя и преобразование приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение.The technical result of the invention is to increase the noise immunity of a multichannel converter and converting the resistance increment of resistive sensors to voltage.

Технический результат достигается тем, что в многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение, содержащий «n» резистивных датчиков, «n» первых, «n» вторых, «n» третьих и «n» четвертых проводов, источник опорного напряжения, первый вывод которого соединен с общей шиной преобразователя, первый операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с общей точкой соединения входов «n» ключевых элементов первой группы, «n» выходов которых соответственно через «n» первых проводов соединены с «n» первыми выводами «n» резистивных датчиков, соединенными через «n» вторых проводов с «n» выходами ключевых элементов второй группы, общая точка соединения входов которых подключена к первому выводу первого опорного резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, введены сумматор, второй опорный резистор, третья и четвертая группы «n» ключевых элементов, третий операционный усилитель, у которого инвертирующий вход соединен с общей точкой соединения входов «n» ключевых элементов третьей группы, «n» выходов которых соответственно через «n» третьих проводов соединены с «n» вторыми выводами «n» резистивных датчиков, соединенными через «n» четвертых проводов с выходами «n» ключевых элементов четвертой группы, общая точка соединения «n» входов которых подключена к первому выводу второго опорного резистора, у которого второй вывод соединен с выходом третьего операционного усилителя, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен со вторым выводом источника опорного напряжения, выход второго операционного усилителя соединен с выходом преобразователя и неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к общей шине преобразователя, а его инвертирующий вход подключен к выходу сумматора, у которого первый, инвертирующий, вход соединен с общей точкой соединения входов «n» ключевых элементов второй группы и первого вывода первого опорного резистора, второй, инвертирующий, вход соединен с выходом третьего операционного усилителя и вторым выводом второго опорного резистора, третий, инвертирующий, вход соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и вторым выводом источника опорного напряжения, четвертый, неинвертирующий, вход подключен к выходу первого операционного усилителя и второму выводу первого опорного резистора, а пятый, неинвертирующий, вход соединен с общей точкой соединения «n» входов ключевых элементов четвертой группы и первого вывода второго опорного резистора.The technical result is achieved by the fact that a multichannel converter incrementing the resistance of the resistive sensors into voltage, containing "n" resistive sensors, "n" first, "n" second, "n" third and "n" fourth wires, the voltage reference source, the first output which is connected to the common bus of the converter, the first operational amplifier, the inverting input of which is connected to a common connection point of the inputs "n" of the key elements of the first group, the "n" outputs of which, respectively, through the "n" of the first wires are connected to "n" the first conclusions of the “n” resistive sensors connected through the “n” of the second wires to the “n” outputs of the key elements of the second group, the common connection point of the inputs of which is connected to the first output of the first reference resistor, in which the second output is connected to the output of the first operational amplifier, the second operational amplifier, an adder, a second reference resistor, the third and fourth groups of “n” key elements, a third operational amplifier, in which the inverting input is connected to a common connection point of the inputs of “n” key elements of the third group, the "n" outputs of which, respectively, through the "n" of the third wires are connected to the "n" second conclusions of the "n" resistive sensors connected through the "n" of the fourth wires to the outputs "n" of the key elements of the fourth group, the common connection point is " n "inputs of which are connected to the first output of the second reference resistor, in which the second output is connected to the output of the third operational amplifier, while the non-inverting input of the first operational amplifier is connected to the second output of the reference voltage source, output the second operational amplifier is connected to the output of the converter and the non-inverting input of the third operational amplifier, the non-inverting input of the second operational amplifier is connected to the common bus of the converter, and its inverting input is connected to the output of the adder, whose first inverting input is connected to the common connection point of inputs “n” the key elements of the second group and the first output of the first reference resistor, the second inverting input is connected to the output of the third operational amplifier and the second output of W of the third reference resistor, the third, inverting input is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier and the second output of the reference voltage source, the fourth, non-inverting input is connected to the output of the first operational amplifier and the second output of the first reference resistor, and the fifth, non-inverting input is connected to a common the connection point "n" of the inputs of the key elements of the fourth group and the first output of the second reference resistor.

На фигуре приведена блок-схема многоканального преобразователя приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение. Преобразователь содержит «n» резистивных датчиков (RД1…RДn) в группе 1 датчиков, имеющих «n» первых выводов и «n» вторых выводов соответственно, «n» первых, «n» вторых, «n» третьих и «n» четвертых проводов, четыре группы 2, 3, 4, 5 ключевых элементов по «n» ключевых элементов в каждой группе, источник опорного напряжения 6, первый вывод которого соединен с общей шиной 7 преобразователя, а второй подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя 8. Инвертирующий вход первого операционного усилителя 8 соединен с общей точкой соединения «n» входов ключевых элементов группы 2, «n» выходов которых соответственно через «n» первых проводов 9 соединены с «n» первыми выводами резистивных датчиков группы 1, соединенными через «n» вторых проводов 10 с «n» выходами ключевых элементов группы 3. Общая точка соединения входов ключевых элементов группы 3 соединена через опорный резистор 11 с выходом первого операционного усилителя 8. Выход второго операционного усилителя 12 соединен с выходом 13 преобразователя и неинвертирующим входом третьего операционного усилителя 14, инвертирующий вход которого соединен с общей точкой соединения «n» входов ключевых элементов группы 5, «n» выходов которых соответственно через «n» третьих проводов 15 соединены с «n» вторыми выводами резистивных датчиков группы 1, соединенными через «n» четвертых проводов 16 с «n» выходами ключевых элементов группы 4. Общая точка соединения «n» входов ключевых элементов группы 4 через опорный резистор 17 соединена с выходом третьего операционного усилителя 14. Неинвертирующий вход второго операционного усилителя 12 соединен с общей шиной 7 преобразователя, а его инвертирующий вход соединен с выходом сумматора 18. Первый, инвертирующий, вход 19 сумматора 18 соединен с общей точкой соединения входов ключевых элементов группы 2 и первого вывода опорного резистора 11. Второй, инвертирующий, вход 20 сумматора 18 соединен с выходом третьего операционного усилителя 14 и вторым выводом опорного резистора 17. Третий, инвертирующий, вход 21 сумматора 18 соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 8 и вторым выводом источника опорного напряжения 6. Четвертый, неинвертирующий, вход 22 сумматора 18 подключен к выходу первого операционного усилителя 8 и второму выводу опорного резистора 11. Пятый, неинвертирующий, вход 23 сумматора 18 соединен с общей точкой соединения входов ключевых элементов группы 4 и первого вывода опорного резистора 17.The figure shows a block diagram of a multi-channel Converter increment of resistance of resistive sensors to voltage. The converter contains “n” resistive sensors (R D1 ... R Dn ) in group 1 of sensors having “n” first terminals and “n” second terminals, respectively, “n” first, “n” second, “n” third and “n "Fourth wires, four groups of 2, 3, 4, 5 key elements with" n "key elements in each group, a reference voltage source 6, the first terminal of which is connected to a common bus 7 of the converter, and the second is connected to a non-inverting input of the first operational amplifier 8 The inverting input of the first operational amplifier 8 is connected to a common connection point. “n” inputs of the key elements of group 2, “n” outputs of which respectively through “n” of the first wires 9 are connected to “n” the first outputs of the resistive sensors of group 1, connected through “n” of the second wires 10 with “n” outputs of the key elements group 3. The common connection point of the inputs of the key elements of group 3 is connected through a reference resistor 11 to the output of the first operational amplifier 8. The output of the second operational amplifier 12 is connected to the output 13 of the converter and the non-inverting input of the third operational amplifier 14, inverting the course of which is connected to a common connection point “n” of the inputs of the key elements of group 5, “n” of the outputs of which respectively through “n” of the third wires 15 are connected to “n” by the second terminals of the resistance sensors of group 1, connected via “n” of the fourth wires 16 s “N” by the outputs of the key elements of group 4. The common connection point “n” of the inputs of the key elements of group 4 is connected through the reference resistor 17 to the output of the third operational amplifier 14. The non-inverting input of the second operational amplifier 12 is connected to the common bus 7 of the converter, and the inverting input is connected to the output of the adder 18. The first inverting input 19 of the adder 18 is connected to a common connection point of the inputs of the key elements of group 2 and the first output of the reference resistor 11. The second, inverting input 20 of the adder 18 is connected to the output of the third operational amplifier 14 and the second output of the reference resistor 17. The third, inverting, input 21 of the adder 18 is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier 8 and the second output of the reference voltage source 6. The fourth, non-inverting, input 22 of the adder 18 is connected to the output of the first operational amplifier 8 and the second output of the reference resistor 11. The fifth, non-inverting, input 23 of the adder 18 is connected to a common connection point of the inputs of the key elements of group 4 and the first output of the reference resistor 17.

Многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение работает следующим образом.A multichannel converter of incrementing the resistance of resistive sensors into voltage works as follows.

Напряжение Е источника опорного напряжения 6 через первый повторитель напряжения, образованный операционным усилителем 8, «n» первыми проводами 9 и «n» вторыми проводами 10, группами 2, 3 «n» ключевых элементов, опорным резистором 11, подается на первый вывод подключенного RДi (i=1…n) датчика из группы датчиков 1. На второй вывод RДi датчика через второй повторитель напряжения, образованный операционным усилителем 14, «n» третьими проводами 15 и «n» четвертыми проводами 16, группами 4 и 5 «n» ключевых элементов, опорным резистором 17, подается выходное напряжение Uвых преобразователя с его выхода 13. Управление «n» ключевыми элементами групп 2, 3, 4, 5 осуществляется синхронно последовательно во времени от устройства управления, не показанного на фигуре.The voltage E of the reference voltage source 6 through the first voltage follower formed by the operational amplifier 8, “n” by the first wires 9 and “n” by the second wires 10, groups of 2, 3 “n” key elements, a reference resistor 11 is supplied to the first output of the connected R Di (i = 1 ... n) of the sensor from the group of sensors 1. To the second output R Di of the sensor through the second voltage follower formed by the operational amplifier 14, “n” by the third wires 15 and “n” by the fourth wires 16, groups 4 and 5 “n "Key elements, a supporting resistor 17, the output is fed to posal U O converter from its output 13. Control «n» key elements of groups 2, 3, 4, 5 are synchronously sequentially in time from the control device, not shown in FIG.

Ток через подключенный RДi датчик равен:The current through the connected R Di sensor is equal to:

Figure 00000001
Figure 00000001

Согласно принятому направлению токов на фигуре ток I протекает с выхода первого операционного усилителя 8 через опорный резистор 11, включенный ключевой элемент группы 3, соответствующий провод из «n» вторых проводов 10, подключенный RДi датчик, включенный ключевой элемент группы 4, соответствующий провод из «n» четвертых проводов 16, опорный резистор 17 и выходное сопротивление операционного усилителя 14 на общую шину 7 преобразователя. Величины сопротивлений опорных резисторов 11 и 17 выбраны одинаковыми и равными номинальному значению R0 датчиков RДi. Напряжения с выводов опорных резисторов 11 и 17 подаются на соответствующие (первый 19, четвертый 22 и второй 20, пятый 23) входы сумматора 18. Напряжение Е опорного источника 6 подается на третий вход 21 сумматора 18. Коэффициенты передачи сумматора 18 по первому 19, второму 20, четвертому 22 и пятому 23 входам равны 1. Коэффициент передачи сумматора 18 по третьему входу 21 равен 2. При воздействии на RДi датчик и подводящие к нему провода синфазной помехи через низкоомные токовые цепи первого 8 и третьего 14 операционных усилителей, на которых выполнены повторители напряжения, протекают токи помехи

Figure 00000002
и IП2, которые благодаря симметрии измерительной схемы практически одинаковы и равны IП. Выходные сопротивления повторителей напряжения близки к нулю, поэтому токи IП протекают на общую шину 7 преобразователя только через выходные сопротивления операционных усилителей 8 и 14, создавая на опорных резисторах 11 и 17 с сопротивлениями R0 падения напряжения IП·R0. Напряжение U∑ на выходе сумматора 18 равно:According to the accepted direction of the currents in the figure, the current I flows from the output of the first operational amplifier 8 through a reference resistor 11, an included key element of group 3, a corresponding wire from “n” second wires 10, a connected R Di sensor, an included key element of group 4, the corresponding wire from "N" of the fourth wire 16, the reference resistor 17 and the output impedance of the operational amplifier 14 to a common bus 7 of the Converter. The resistance values of the reference resistors 11 and 17 are selected to be the same and equal to the nominal value R 0 of the sensors R Di. The voltages from the terminals of the reference resistors 11 and 17 are supplied to the corresponding (first 19, fourth 22 and second 20, fifth 23) inputs of the adder 18. The voltage E of the reference source 6 is supplied to the third input 21 of the adder 18. The transmission coefficients of the adder 18 according to the first 19, second 20, fourth 22 and fifth 23 inputs are equal to 1. The transfer coefficient of the adder 18 along the third input 21 is 2. When exposed to R Di, the sensor and the common-mode noise wires leading to it through low-resistance current circuits of the first 8 and third 14 operational amplifiers, on which repeat voltage bodies, interference currents flow
Figure 00000002
and I П2 , which due to the symmetry of the measuring circuit are almost identical and equal to I П. Voltage Output Repeaters resistance close to zero, so the current I P flowing in the common bus converter 7 only via output resistance of the operational amplifiers 8 and 14, creating the support for the resistors 11 and 17, resistances R 0 voltage drop I P · R 0. The voltage U ∑ at the output of the adder 18 is equal to:

Figure 00000003
Figure 00000003

Напряжение U∑ подается на инвертирующий вход второго операционного усилителя 12 и усиливается им в К раз. Так как выход операционного усилителя 12 соединен с выходом 13 преобразователя, то напряжение Uвых на выходе 13 определяется выражением:The voltage U ∑ is supplied to the inverting input of the second operational amplifier 12 and is amplified by a factor of K. Since the output of the operational amplifier 12 is connected to the output 13 of the Converter, the voltage U o output 13 is determined by the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

Учитывая, что у современных операционных усилителей коэффициент передачи К больше или равен 106 отношение

Figure 00000005
стремится к нулю, поэтому из выражений (1) и (3) следует:Given that modern operational amplifiers, the transmission coefficient K is greater than or equal to 10 6 ratio
Figure 00000005
tends to zero, therefore, from the expressions (1) and (3) it follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

В результате симметрии измерительной схемы преобразователя в выражении (4) для его выходного напряжения отсутствуют члены, отражающие действие синфазной помехи. Компенсация токов помехи IП происходит в широком частотном диапазоне и при этом не влияет на частотный диапазон работы самого датчика. Выходное напряжение преобразователя пропорционально приращению сопротивления резистивных датчиков.As a result of the symmetry of the measuring circuit of the converter in expression (4) for its output voltage, there are no terms reflecting the action of common mode noise. Compensation of interference currents I P occurs in a wide frequency range and does not affect the frequency range of the sensor itself. The output voltage of the converter is proportional to the increment of resistance of the resistive sensors.

Опытный образец многоканального преобразователя приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение изготовлен, опробован, получены положительные результаты. Реально синфазная помеха ослабляется более, чем в сто раз. Изобретение может быть использовано в многоканальных измерительных системах тензометрии или термометрии.A prototype of a multichannel converter of incrementing the resistance of resistive sensors into voltage was manufactured, tested, and positive results were obtained. Actually, common mode interference is attenuated by more than a hundred times. The invention can be used in multichannel measuring systems for tensometry or thermometry.

Claims (1)

Многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение, содержащий «n» резистивных датчиков, «n» первых, «n» вторых, «n» третьих и «n» четвертых проводов, источник опорного напряжения, первый вывод которого соединен с общей шиной преобразователя, первый операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с общей точкой соединения входов «n» ключевых элементов первой группы, «n» выходов которых соответственно через «n» первых проводов соединены с «n» первыми выводами «n» резистивных датчиков, соединенными через «n» вторых проводов с «n» выходами ключевых элементов второй группы, общая точка соединения входов которых подключена к первому выводу первого опорного резистора, у которого второй вывод соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, отличающийся тем, что в него введены сумматор, второй опорный резистор, третья и четвертая группы «n» ключевых элементов, третий операционный усилитель, у которого инвертирующий вход соединен с общей точкой соединения входов «n» ключевых элементов третьей группы, «n» выходов которых соответственно через «n» третьих проводов соединены с «n» вторыми выводами «n» резистивных датчиков, соединенными через «n» четвертых проводов с выходами «n» ключевых элементов четвертой группы, общая точка соединения «n» входов которых подключена к первому выводу второго опорного резистора, у которого второй вывод соединен с выходом третьего операционного усилителя, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен со вторым выводом источника опорного напряжения, выход второго операционного усилителя соединен с выходом преобразователя и неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к общей шине преобразователя, а его инвертирующий вход подключен к выходу сумматора, у которого первый, инвертирующий, вход соединен с общей точкой соединения входов «n» ключевых элементов второй группы и первого вывода первого опорного резистора, второй, инвертирующий, вход соединен с выходом третьего операционного усилителя и вторым выводом второго опорного резистора, третий, инвертирующий, вход соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и вторым выводом источника опорного напряжения, четвертый, неинвертирующий, вход подключен к выходу первого операционного усилителя и второму выводу первого опорного резистора, а пятый, неинвертирующий, вход соединен с общей точкой соединения «n» входов ключевых элементов четвертой группы и первого вывода второго опорного резистора. A multichannel converter for incrementing the resistance of resistive sensors into voltage, containing "n" resistive sensors, "n" first, "n" second, "n" third and "n" fourth wires, a voltage reference source, the first terminal of which is connected to a common converter bus, the first operational amplifier, the inverting input of which is connected to a common connection point of the inputs “n” of the key elements of the first group, the “n” outputs of which, respectively, through the “n” of the first wires are connected to the “n” by the first conclusions of the “n” resistive sensors, with single through the “n” second wires with “n” outputs of the key elements of the second group, the common connection point of the inputs of which is connected to the first output of the first reference resistor, in which the second output is connected to the output of the first operational amplifier, the second operational amplifier, characterized in that he introduced the adder, the second reference resistor, the third and fourth groups of "n" key elements, the third operational amplifier, in which the inverting input is connected to a common connection point of the inputs of the "n" key elements the third groups, “n” of outputs of which respectively through “n” of third wires are connected to “n” by second outputs of “n” resistive sensors, connected through “n” of fourth wires with outputs “n” of key elements of the fourth group, the common connection point is “n” the inputs of which are connected to the first output of the second reference resistor, in which the second output is connected to the output of the third operational amplifier, while the non-inverting input of the first operational amplifier is connected to the second output of the reference voltage source, the output of the second operation of this amplifier is connected to the output of the converter and the non-inverting input of the third operational amplifier, the non-inverting input of the second operational amplifier is connected to the common bus of the converter, and its inverting input is connected to the output of the adder, whose first, inverting, input is connected to the common connection point of the key inputs “n” elements of the second group and the first output of the first reference resistor, the second inverting input is connected to the output of the third operational amplifier and the second output of the second reference a resistor, the third, inverting input is connected to the non-inverting input of the first operational amplifier and the second output of the reference voltage source, the fourth, non-inverting input is connected to the output of the first operational amplifier and the second output of the first reference resistor, and the fifth, non-inverting input is connected to a common connection point "N" inputs of the key elements of the fourth group and the first output of the second reference resistor.
RU2015107532/28A 2015-03-04 2015-03-04 Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage RU2586084C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107532/28A RU2586084C1 (en) 2015-03-04 2015-03-04 Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107532/28A RU2586084C1 (en) 2015-03-04 2015-03-04 Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2586084C1 true RU2586084C1 (en) 2016-06-10

Family

ID=56115255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015107532/28A RU2586084C1 (en) 2015-03-04 2015-03-04 Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2586084C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN112394229A (en) * 2021-01-21 2021-02-23 广州思泰信息技术有限公司 Insulation resistance testing device and insulation resistance testing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU892707A1 (en) * 1979-10-18 1981-12-23 Уфимский Нефтяной Институт Multichannel resistance increment-to-time interval converter
SU892349A1 (en) * 1980-04-04 1981-12-23 Предприятие П/Я Г-4903 Linear converter of resistive pickup resistance to voltage
SU1185252A1 (en) * 1983-11-09 1985-10-15 Центральный Научно-Исследовательский И Опытно-Конструкторский Институт Робототехники И Технической Кибернетики При Ленинградском Политехническом Институте Apparatus for measuring the incriment of resistance
RU2379695C2 (en) * 2007-01-23 2010-01-20 Закрытое Акционерное Общество "Весоизмерительная Компания "Тензо-М" Converter of signals from single resistance strain gauges (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU892707A1 (en) * 1979-10-18 1981-12-23 Уфимский Нефтяной Институт Multichannel resistance increment-to-time interval converter
SU892349A1 (en) * 1980-04-04 1981-12-23 Предприятие П/Я Г-4903 Linear converter of resistive pickup resistance to voltage
SU1185252A1 (en) * 1983-11-09 1985-10-15 Центральный Научно-Исследовательский И Опытно-Конструкторский Институт Робототехники И Технической Кибернетики При Ленинградском Политехническом Институте Apparatus for measuring the incriment of resistance
RU2379695C2 (en) * 2007-01-23 2010-01-20 Закрытое Акционерное Общество "Весоизмерительная Компания "Тензо-М" Converter of signals from single resistance strain gauges (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN112394229A (en) * 2021-01-21 2021-02-23 广州思泰信息技术有限公司 Insulation resistance testing device and insulation resistance testing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8988063B2 (en) System and method for current measurement in the presence of high common mode voltages
CA2898377C (en) Sensor interface circuits
KR100724095B1 (en) Wattmeter for voltage, current and power measurement
CN101828100B (en) Temperature measurement circuit in flowmeter
RU2586084C1 (en) Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage
RU2381513C1 (en) Method of testing attachement insulation resistance in direct current mains with isolated neutral, device for implementation thereof and differential sensor therefor
CN102012279A (en) Dual-constant current source temperature measurement system for thermal resistor
KR200417455Y1 (en) A resistor measuring apparatus
RU2654905C1 (en) Device for converting the resistance changes into voltage
RU2602368C1 (en) Controlled switch of electric circuit elements
CN210005595U (en) thermal resistance four-wire system real-time measuring circuit
RU2366965C1 (en) Semi-bridge converter of resistance increment into voltage
RU2395060C1 (en) Frequency converter for disbalance signal of strain gauge bridge with low temperature error
RU2374709C1 (en) Temperature-voltage converter
RU2627123C1 (en) Inverting scaling amplifier with frequency error compensation
RU2549255C1 (en) Digital temperature meter
CN105588967A (en) Wheatstone bridge for multi-core cable on-state resistance measurement
RU2670811C1 (en) Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit
RU2431854C2 (en) Resistive transducer resistance-to-voltage converter
RU26127U1 (en) DEVICE FOR TEMPERATURE MEASUREMENT
RU2722084C1 (en) Method for remote conversion of resistor resistance into dc voltage and device for its implementation
RU2709052C2 (en) Bipole parameters meter
RU2405131C1 (en) Temperature difference metre with thermistor transducers
RU2344429C2 (en) Resistance incremental converter (versions)
SU892349A1 (en) Linear converter of resistive pickup resistance to voltage