00
ос Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении тонкопленочных тензорезисторных датчиков дл преобразовани механических величин в электрический сигнал. Целью изобретени вл етс повышение точности балансировки и температурной компенсации мостовых схем тонкопленочных тензорезисторных датчиков . На чертеже показан механизм балан сировки и температурной компенсации. Точка АО вл етс исходной точкой из которой ведетс балансировка моета . Отрезок АОВ характеризует изменение параметров мостовой схемы при пропускании через резисторы противолежащих плеч посто нного тока, в 10-15 раз превьшающего номинальный в течение заданного времени. Отрезок ВС характеризует изменение параметро мостовой схемы при пропусканий задан ного числа импульсов тока через ту ж пару противолежащих резисторов. Ломана СА О определ ет последовательность изменени выходного сигнала мостовой схемы при пропускании через резисторы сначала посто нного тока до достижени выходным сигналом точки А , а затем сведением выходног сигнала в ноль пропусканием через резисторы импульсного тока. Ломана САО определ ет ту же последовательность при обратном пор дке операций Способ реализуетс следукшщм образом. Определ ют резисторы мостовой схе мы сопротивлени и ТКС, которые подлежат регулировке. Затем регулируют ТКС и сопротивление одной пары проти волежащих резисторов до достижени ими заданных значений сопротивлени и ТКС, пропуска через них импульсный ток с амплитудой, равной 10-15 но миналам рабочего тока. Затем регулируют сопротивление второй пары проти волежащих резисторов мостовой схемы до достижени ими заданного значени пропуска через них посто нный ток, равный по величине 10-15 номиналам рабочего тока. На этом регулировку заканчивают. Способ основан на том физическом влении, что при пропускании через пленочные резисторы посто нного тока более интенсивно измен етс величина сопротивлени резистора при срав382 нительно малом изменении его ТКС. При пропускании импульсного тока изменение величины сопротивлени резисторов происходит медленнее, чем изменение их ТКС. Таким образом, комбиниру воздействи на соответствующие резисторы мостовой схемы посто нным и импульсным током, можно достигнуть балансировки мостовой схемы и ее температурной компенсации. В качестве примера рассмотрим реализацию способа при балансировке и температурной компенсации полной мостовой схемы из тонкопленочных резисторов , выполненных из сплава Х20Н75Ю с Удельным поверхностным сопротивлением 70 Ом/кВ. Маркировка резисторов в схеме прин та стандартна . Непосредственно после изготовлени методами пленочной технологии мостова схема может иметь напр жение дебаланса, близкое к 100% номинального выходного напр жени , и значительную зависимость начального напр жени от температуры. Дл мостов данного .типа напр жение питани принимают равным 6 В, при этом рабочий сигнал составл ет 9 мВ. Дл определени резисторов, величину сопротивлени и ТКС которых необходимо регулировать, определ ют величину сигнала Uj, на выходе мостовой схемы при максимальной рабочей температуре (в данном примере плюс lOOt) и при минимальной рабочей температуре (в данном примере минус ). Затем определ ют координаты точки Ад, откладыва на чертеже по оси X величину 4Ui Ut - Uo,a по оси У величину и с (Uo 8,5 мВ, 4и 0,43 мВ) . Через резисторы мостовой схемы R1 пропускают посто нный ток величиной 10 1,, ,где I ном - номинальный ток питани резистора, в течение 5 мин. После этого вновь определ ют величину выходного сигнала при максимальной рабочей температуре U, и при минимальной рабочей температуре Ut. В данном примере UOP 9,7 мВ, а „ - Ugn -0,38 мВ. Напр жение иJP откладывают пО оси У, а и.„по оси X и получают точку В на чертеже. Пр ма , проход ща через точки Aj и В, характеризует изменение дисбаланса и температурную стабильность мостовой схемы при регулировании резистора R1 при пропускании через него посто нного тока I 10 „. Вычислим угловой коэффициент К, пр мой АоВ п - л( Ut) - где dU,n 4Uo - Uon - 1,2 мВ; /|( ли) ли -0,05 мВ. Затем через этот же резистор R 1 пропускают 6000 импульсов тока длительностью 3 мс с амплитудой, равной 15 1ц. Определ ют те же параметры мостовой схемы после импульсного воздействи и 10,5 мВ и 41),, -О,22 мВ и вычисл ют коэффициент к - . - Дли где л1},„ Uo - и,„ 10,5-9,7 0,8 мВ; д( ) 0,16 МБ. На чертеже стро т точку С с координатами X и Y Ujn . По пол ченным данным из точки С провод т дв пр мых СА и СА с угловыми коэффициентами соответственно К и К, которые определ ют резисторы, регулировку которых следует проводить, пропус ка через них посто нный ток (дл рассматриваемого случа это R2 и R4 и импульсный ток (R1 и R3). Дл определени длительности возjдействи посто нным током и числа им пульсов, необходимых дл балансировки и термркомпенсации моста, необход мо через начало координат провести пр мые ОА, и ОА, параллельные пр мым соответственно СА и СА . Ломаные САО и САО определ ют дальнейший путь регулировки , которую необходимо провести дл достижени балансировки и термокомпенсации мостовой схемы. Возможны два варианта. В первом варианте, регулиру сопротивление и ТКС резисторов R1 и R3, перевод т состо ние мостовой схемы из точки С в точку А. Регулирование импульсным током прекращают, когда выходной сигнал с мостовой схемы достигнет точки А, вычисленные значение координат которой равны Up. 14,64 мВ и Ut 0,61 мВ. После этого регулируют величину сопротивлени и ТКС резисторов R2 и R4, пропуска через них ПОСТОЯННЕЙ ток до тех пор, пока напр жение на .выходе мостовой схемы не будет равно нулю, одновременно с этим достигают и температурную компенсацию мостовой схемы. Во втором варианте пор док операций измен ют и, регулиру резисторы R2 и R4 посто нным током, перевод т состо ние выходного сигнала в точку А, а затем, регулиру R1 и R3 импульсным током, свод т выходной сигнал мостовой схемы в точку 0. Результат достигаетс тот же. Предложенньй способ балансировки и температурной компенсации мостовых схем из тонкопленочных резисторов позвол ет повысить точность температурной компенсации в широком температурном диапазоне. Одновременно возрастает надежность датчика и упрощаетс его конструкци , так как в мостовую схему не ввод т дополнительные элементы в виде термозависимых резисторов и дополнительных резисторов дл балансировки.