SU1113664A1 - Strain-gauge device for static measurements - Google Patents

Strain-gauge device for static measurements Download PDF

Info

Publication number
SU1113664A1
SU1113664A1 SU833548090A SU3548090A SU1113664A1 SU 1113664 A1 SU1113664 A1 SU 1113664A1 SU 833548090 A SU833548090 A SU 833548090A SU 3548090 A SU3548090 A SU 3548090A SU 1113664 A1 SU1113664 A1 SU 1113664A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wall
output
demodulator
generator
input
Prior art date
Application number
SU833548090A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Литвинов
Владимир Михайлович Скорняков
Юрий Ефимович Рогальский
Владимир Александрович Шагун
Original Assignee
Ордена Ленина Институт Кибернетики Им.В.М.Глушкова
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 Ордена Ленина Институт Кибернетики Им.В.М.Глушкова filed Critical Ордена Ленина Институт Кибернетики Им.В.М.Глушкова
Priority to SU833548090A priority Critical patent/SU1113664A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1113664A1 publication Critical patent/SU1113664A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, содержащее тензор63исторный мост, генератор, разделительный трансформатор с двум  независимыми входными обмотками, одна из которых соединена с измерительной диагональю тензорезисторного моста, резистор обратной св зи, соединенный параллельно второй входной обмотке, усилитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой разделительного трансформатора, фильтр верхних частот, соединенный с выходом усилител , демодул тор, первый вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, а второй - с выходом генератора, и параллельно включенные резистор нагрузки и емкость фильтра нижних частот, соединенные последовательно с ре|зистором обратной св зи , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений , оно снабжено удвоителем частоты, включенным между выходом генератора и диагональю питани  моста, и преобразователем напр жение - ток, включенным между выходом демодул тора и резистором нагрузки, а демодул тор вьшолнен в виде последовательI но соединенных первого аналогового :перемножител , фильтра нижних частот и второго аналогового перемножител .TENSOMETRIC DEVICE FOR STATIC MEASUREMENTS, containing a tensor63 wiring bridge, a generator, an isolating transformer with two independent input windings, one of which is connected to the measuring diagonal of the strain gauge bridge, a feedback resistor connected in parallel to the second input winding, the amplifier which has a wall with a wall piece and a piece with a wall with a wall with a wall with a wall with a wall with a wall with a wall with a wall with a wall with a wall figure. transformer, high-pass filter connected to the amplifier output, demodulator, the first input of which is connected to the filter output ver These frequencies, and the second with the generator output, and a parallel-connected load resistor and a low-pass filter capacitance, connected in series with a feedback resistor, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, it is equipped with a frequency doubler connected between the output the generator and the power supply diagonal of the bridge, and the voltage converter are the current connected between the demodulator output and the load resistor, and the demodulator is implemented as a series of connected first analog: multiplier, ph a low pass and a second analog multiplier.

Description

Изобретение относитс  к измерител Чбй технике, а именно к средствам из мерени  деформаций с помощью тензоре зисторных датчиков. Известно тензометрическое устройство , содержащее тензорезисториьй мост, генератор несущей частоты, сое диненный с тензорезисторным мостом через разделительный транзистор и усилитель переменного- тока с демодуп тором на выходе, вход которого подключен к измерительной диагонали тензорезисторного моста, а выход демодул тора соединен с резистором нагрузки L13 . Недостатком такого исполнени  тен зометрического устройства  вл етс  низка  точность измерени , св занна  с изменением характеристик усилител  и демодул тора во времени и за счет изменени  температуры окружающей сре ды. Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  тензометрическое устройство дл  статических измерений , содержащее тензорезисторный мост, генератор, разделительный тран форматор с двум  независимыми входными обмотками, одна из которых соединена с измерительной диагональю тензорезисторного моста, резистор об ратной св зи, соединенный параллельно второй входной обмотке, усилитель вход которого соединен с вторичной обмоткой разделительного трансформатора , фильтр верхних частот, соединеннь й с выходом усилител , демодул  тор, первый вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, а второй - с выходом генератора, демодул тор включен на последовательно соединенные и параллельно включенные резистор нагрузки и емкость фильтра нижних частот, соединенные последова тельно с резистором обратной св зи. Демодул тор вьтолнен в виде синхрон ного ключа С21. Недостаток тензорезисторного устройства заключаетс  в том, что глубина обратной св зи ограничена и дос тигнуть высокую точность измерени  не удаетс  из-за широкополое-ности системы. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Цель достигаетс  тем, что тензометрическое устройство дл - статических измерений, содержащее тензорезис торный мост, генератор, разделительный трансформатор сдвум  независимыми входными обмотками, одна из которых соединена с измерительной диагональю тензорезисторного моста, резистор обратной св зи, соединенный параллельно второй входной обмотке, усилитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой разделительного трансформатора, фильтр верхних частот , соединенный с выходом усилител , демодул тор, первый вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот , а второй - с выходом генератора, и параллельно включенные резистор нагрузки и емкость фильтра нижних частот, соединенные последовательно с резистором обратной св зи, снабжено удвоителем частоты, включенным меж Ду выходом генератора и диагональю питани  моста, и преобразователем напр жение - TOIC, включенным между выходом демодул тора и резистором нагрузки, а демодул тор выполнен в виде последовательно соединенных первого , аналогового перемножител ,фильтра нижних частот и второго аналогового перемножител . На чертеже дана схема тензометрического устройства. Тензометрическое устройство содержит тензорезисторный мост 1, генера-, тор 2, разделительный трансформатор 3 с двум  независимыми входными обмотками 4 и 5. Обмотка4 соединена. с измерительной диагональю тензорезисторного моста 1. Резистор 6 об .ратной св зи соединен параллельно второй входной обмотке 5 разделительного трансформатора 3. Кроме того, устройство содержит усилитель 7, вход которого соединен с вторичной обмоткой разделительного трансформатора 3, фильтр 8 верхних частот, соединенный с выходом усилител  7, демодул тор 9, первый вход которого соединен с выходом фильтра 8 верхних частот, а второй - с выходом генератора 2, параллельно включенные резистор 10 нагрузки и емкость 11 фильтра нижних частот, соединенные последовательно с резистором 6 обратной св зи, удвоитель 12 частоты, который включен между выходом генератора 2 и диагональю питани  моста 1, преобразователь 13 напр жение-ток, который включен между выходом демодул тора 9 и резистором 10 нагрузки. Э11 Демодул тор 9 BbmonHieH в виде последовательно соединенных первого аналогового перемножител  14, фильтра 15 нижних частот и второго аналогового перемножитеп  16. Устройство работает следующим образом . Генератор 2 через удвоитель 12 частоты обеспечивает напр жение в диагонали питани  моста 2 с частотой, вДвое большей частоты генератора. Напр жение разбаланса тензорезисторного моста 1 с его измерительной диагонали поступает на обмотку 4 разделительного трансформатора 3. Во вторичной обмотке трансформатора 3 возникает напр жение, которое прикладываетс  к входу усилител  7. Усиленное напр жение сигнала поступает на фильтр 8 верхних частот, который ослабл ет низкочастотные помехи . Затем сигнал демодулируетс  путем двойного преобразовани  с использованием аналоговых перемножителей. На вход первого перемножител  поступает напр жение yt)(t) l lUexCOSe(9)oi где К - коэффициент усилител  7, трансформатора 3, фильтра 8 верхних частот; UujtW)52bH,t- напр жение на измерительной диагонали тензорезисторного моста. На второй вход аналогового переменожител  поступает напр жение с выхода генератора 2, равное U сл t (2) где DO - амплитуда выходного напр жени  генератора, йй(, - кругова  частота генератора На выходе, аналогового перемножите л  14 напр жение определ етс  уравне:U ,(t) U(t)-UrW i t Кл .« (COStt, Jitfot)... . где к: К. К К(р - коэффициент передачи преобразовател  1. Напр жение U((i) поступает в фильт 15 нижних частот, который пропускает составл ющую «(t)«K;uebv.«)s«i);: (4) itlopM/, VI V у где к;; лд лфци 2 64 с фильтра 15 нижних частот напр жение UqH(4 поступает на вход второго аналогового перемножител , на выходе которого возникает напр жение ) --Ucp«4 (i - Ur (О kj UBV (1 + . fCos 2tt)ot) - КгUav v.tUexcos 2«0ot. (5) в соответствии с уравнением (5) имеем на выходе второго аналогового перемножител  посто нную составл ющую , равную т.е. пропорциональную разбалансу мостовой схемы, переменную составл ющую, соответствующую по спектру входному сигналу, равную KjUeyCoS 7.Uot , и пропорциональную разбалансу мостовой схемы по переменному Току. Втора  составл юща  используетс  как источник напр жени  обратной св зи.. Напр жение с выхода второго аналогового перемножител  поступает на вход преобразовател  13 напр жение-ток, на: выходе которого формируетс  ток, пропорциональный входному напр жению, без изменени  спектрального состава. Выходной ток преобразовател  13 проходит через резистор 10 нагрузки, на котором выдел етс  часть посто нной составл ющей, и через резистор 6 обратной св зи. „а котором вьщел етс  переменна  и посто нна  составл ющие. Посто нна  составл юща  отсекаетс  разделительным трансформатором 3, а переменна  составл юща  и есть напр жение обратной св зи. в данном тензометрическом устройстве могут быть использованы тензометР только с резисторными преобразовател ми механических напр жений, деформаций или перемещений в электрический сигнал, но и индуктивные, емкостные или реохордные преобразователи . Такое исполнение тензометрического устройства позвол ет получить узкую полосу пропускани  и охватить все элементы, а именно усилитель, фильтр верхних частот и демодул тор, глубокой отрицательной обратной св зью, что позвол ет повысить точ- ность измерени , так как стабильность коэффициента передач такого устройства определ етс  стабильностью тензорезисторного моста 1, разделительного трансформатора 3 и резистора 6 обратной св зи, которые могут быть легко выполнены с высокой точностью и стабильностью.The invention relates to a measuring instrument of the Chby technique, namely, to means for measuring deformations using a resistor sensor tensor. A strain gauge device containing a strain gauge bridge, a carrier frequency generator connected to a strain gauge bridge through an isolating transistor and an AC current amplifier with a demodulator output, the input of which is connected to the measuring diagonal of the strain gauge bridge, and the demodulator output are connected to a load resistor L13 are known. The disadvantage of such an embodiment of a tensometric device is the low measurement accuracy associated with a change in the characteristics of the amplifier and demodulator in time and due to a change in the ambient temperature. Closest to the proposed invention is a strain gauge device for static measurements, which contains a strain gauge bridge, a generator, an isolating transformer with two independent input windings, one of which is connected to the measuring diagonal of the strain gauge bridge, a feedback coupling resistor connected in parallel to the second input winding, an amplifier whose input is connected to the secondary winding of an isolation transformer, a high-pass filter connected to the output of the amplifier, a demodulator The first input of which is connected to the output of the high-pass filter, and the second to the output of the generator, the demodulator is connected to series-connected and parallel-connected load resistors and the capacity of the low-pass filter connected in series with the feedback resistor. The demodulator is made in the form of a synchronous key C21. The disadvantage of the strain gauge device is that the feedback depth is limited and high measurement accuracy cannot be achieved due to the wide-field system. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that a strain gauge device for static measurements, containing a strain gauge bridge, a generator, an isolation transformer with two independent input windings, one of which is connected to the measuring diagonal of the strain gauge bridge, a feedback resistor connected in parallel to the second input winding, amplifier, input which is connected to the secondary winding of the isolation transformer, a high-pass filter connected to the amplifier output, a demodulator whose first input is connected en with the output of the low-pass filter, and the second with the output of the generator, and a parallel-connected load resistor and low-pass filter capacitance connected in series with the feedback resistor, equipped with a frequency doubler connected between the generator output and the diagonal of the bridge power supply, and a voltage converter - TOIC, connected between the output of the demodulator and the load resistor, and the demodulator is designed as a series-connected first analog multiplier, low-pass filter and second analog converter ozhitel. The drawing is a diagram of the strain gauge device. The strain gauge device contains a strain gauge bridge 1, a generator-, a torus 2, an isolation transformer 3 with two independent input windings 4 and 5. The winding 4 is connected. with the measuring diagonal of the strain gauge bridge 1. The resistor 6 is connected in parallel with the second input winding 5 of the isolation transformer 3. In addition, the device contains an amplifier 7, the input of which is connected to the secondary winding of the separation transformer 3, a high-pass filter 8 connected to the output amplifier 7, demodulator 9, the first input of which is connected to the output of the high-pass filter 8, and the second to the output of the generator 2, the resistor 10 of the load connected in parallel and the capacity of the low-pass filter 11, connected nnye resistor 6 in series with the feedback frequency doubler 12, which is connected between the output of the generator 2 and the diagonal of the bridge supply 1, the inverter 13, voltage-current, which is included between the output of the demodulator 9 and the resistor 10 loading. E11 Demodulator 9 BbmonHieH in the form of serially connected first analog multiplier 14, low-pass filter 15 and second analog multiplier 16. The device works as follows. Generator 2, through frequency doubler 12, provides the voltage across the diagonal of the power supply of bridge 2 at a frequency twice the higher frequency of the generator. The voltage unbalance of the strain gauge bridge 1 from its measuring diagonal is fed to the winding 4 of the isolation transformer 3. In the secondary winding of the transformer 3 a voltage is applied that is applied to the input of amplifier 7. The amplified voltage of the signal goes to the high-pass filter 8, which attenuates low-frequency noise . The signal is then demodulated by double conversion using analog multipliers. The input of the first multiplier is the voltage yt) (t) l lUexCOSe (9) oi where K is the coefficient of amplifier 7, transformer 3, high-pass filter 8; UujtW) 52bH, t-voltage on the measuring diagonal of the strain gauge bridge. The second input of the analogue transducer receives the voltage from the output of generator 2, equal to U SL t (2) where DO is the amplitude of the output voltage of the generator, yy (, is the circular frequency of the generator At the output, the analog multiplier l 14 voltage is determined by the equation: U , (t) U (t) -UrW it Cl. "(COStt, Jitfot) .... where k: K. K K (p is the transfer coefficient of the converter 1. The voltage U ((i) goes into the filter 15 of the lower frequencies, which transmits the component "(t)" K; uebv. ") s" i);: (4) itlopM /, VI V y where k ;; l dffc 2 64 s low-pass filter 15 voltage UqH (4 is fed to the input of the second analogue multiplier, at the output of which voltage arises) --Ucp "4 (i - Ur (О kj UBV (1 +. fCos 2tt) ot) - КгUav v.tUexcos 2" 0ot. (5) in accordance with equation (5) we have at the output of the second analog multiplier a constant component, i.e., proportional to the imbalance of the bridge circuit, a variable component corresponding in spectrum to the input signal, equal to KjUeyCoS 7.Uot, and proportional to the unbalance of the bridge circuit in the alternating current. The second component is used as a feedback voltage source. The voltage from the output of the second analog multiplier is fed to the input of the voltage-current converter 13, at whose output a current proportional to the input voltage is formed, without changing the spectral composition. The output current of converter 13 passes through a load resistor 10, on which a part of the constant component is separated, and through a feedback resistor 6. The variable and constant components are assigned to it. The constant component is cut off by separation transformer 3, and the variable is the component and there is a feedback voltage. In this strain gauge device, strain gauges R can be used only with resistive transducers of mechanical stresses, deformations or displacements into an electrical signal, but also inductive, capacitive or rheochord transducers. Such a performance of the strain gauge device allows to obtain a narrow bandwidth and cover all the elements, namely the amplifier, high-pass filter and demodulator, with deep negative feedback, which allows to improve the measurement accuracy, since the transmission coefficient stability of such a device the stability of the strain gauge bridge 1, the isolation transformer 3 and the feedback resistor 6, which can be easily performed with high accuracy and stability.

00

Claims (1)

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, содержащее тензорезисторный мост, генератор, разделительный трансформатор с двумя независимыми входными обмотками, одна из которых соединена с измерительной диагональю теизорезисторного моста, резистор обратной связи, соединенный параллельно второй входной обмотке, усилитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой разделительного трансформатора, фильтр верхних частот, соединенный с выходом усилителя, демодулятор, первый вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, а второй - с выходом генератора, и параллельно включенные резистор нагрузки и емкость фильтра нижних частот, соединенные последовательно с резистором обратной свя зи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено удвоителем частоты, включенным между выходом генератора и диагональю питания моста, и преобразователем напряжение - ток, включенным между выходом демодулятора и резистором нагрузки, а демодулятор выполнен в виде последователь но соединенных первого аналогового :перемножителя, фильтра нижних частот TENSOMETRIC DEVICE FOR STATIC MEASUREMENTS, containing a strain gauge bridge, a generator, an isolation transformer with two independent input windings, one of which is connected to the measuring diagonal of the theoresistor bridge, a feedback resistor connected in parallel with the second input winding, an amplifier whose input is connected to the secondary transformer , a high-pass filter connected to the output of the amplifier, a demodulator, the first input of which is connected to the output of the high-pass filter frequency, and the second - with the output of the generator, and a parallel-connected load resistor and a low-pass filter capacity, connected in series with a feedback resistor, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, it is equipped with a frequency doubler connected between the generator output and the diagonal power supply of the bridge, and the voltage-current converter connected between the output of the demodulator and the load resistor, and the demodulator is made in the form of series-connected first analogue: multiplier, lower filter stot S ω а g и второго аналогового перемножителя.S ω a g and the second analog multiplier.
SU833548090A 1983-01-26 1983-01-26 Strain-gauge device for static measurements SU1113664A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833548090A SU1113664A1 (en) 1983-01-26 1983-01-26 Strain-gauge device for static measurements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833548090A SU1113664A1 (en) 1983-01-26 1983-01-26 Strain-gauge device for static measurements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1113664A1 true SU1113664A1 (en) 1984-09-15

Family

ID=21048157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833548090A SU1113664A1 (en) 1983-01-26 1983-01-26 Strain-gauge device for static measurements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1113664A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696930C1 (en) * 2018-12-05 2019-08-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Digital strain-gage transducer on carrier frequency

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Тензометри в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. Ф.А.Макарова. М., Машиностроение, 1975, с. 186. 2. За вка JP № 48-23016, кл. G 01 В 7/18, 1973 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696930C1 (en) * 2018-12-05 2019-08-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Digital strain-gage transducer on carrier frequency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4414852A (en) Automatic zero balance circuit
US2562912A (en) Phase sensitive demodulator
SU1113664A1 (en) Strain-gauge device for static measurements
US4353254A (en) Control circuit for electro-static accelerometer
ATE27066T1 (en) METHOD OF MEASUREMENT OF AN ELECTRICAL SIGNAL, SERIES-PARALLEL BACK-UP CIRCUIT AND USE OF THE METHOD OR CIRCUIT TO MEASURE VOLTAGE SOURCES WITH HIGH IMPEDANCES INTERNAL.
SU1185063A1 (en) Inductive measuring device
US2684465A (en) Detection system
SU1388585A1 (en) Device for measuring low-frequency oscillations of compressor plants
SU1576871A1 (en) Converter of parameters of three-element non-resonance passive two-terminal networks
SU1543351A1 (en) Instrument transducer of non-electric values provided with capacitive pickup
SU1069040A2 (en) Device for measuring brush pressure on collector of electric machine
US3434340A (en) Method and apparatus for observing mechanical oscillations
SU1017910A1 (en) Strian-gauge device
SU1056078A1 (en) Digital measuring instrument
SU777564A1 (en) Conductance measuring device
SU949333A1 (en) Strain gauge type amplifier
SU932413A1 (en) Measuring bridge
SU917091A1 (en) Device for measuring accelerations
RU2012000C1 (en) Measuring transducer of non-electric parameters by capacitance pick-up
SU696373A1 (en) Eddy-current device for non-destructive inspection
SU800651A1 (en) Electromagnetic flowmeter
SU873152A1 (en) Passive non-resonance two-terminal network parameter converter
SU714194A1 (en) Variable pressure meter
RU2142113C1 (en) Former of output signal of differential measurement converter
SU1645920A1 (en) Capacitance converter