SU1245867A1 - Тензопреобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  механических напр жений. Цель изобретени  - повышение точности путем повышени  помехозаш,ишенности и температурной стабильности. Преобразователи напр жение-ток преобразуют напр жение разбаланса тензомоста в toK, величина которого ограничиваетс  входным резистором. Преобразователь ток-напр жение образует на выходе напр жение, пр мо пропорциональное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы. Источники тока задают начальные токи преобразователей напр жение-ток и предназначены дл  термокомпенсации теплового дрейфа . Источник опорного напр жени  выра- батЫ|Вает стабилизированное напр жение, поступающее на неинвертирующие входы операционных усилителей источников тока. Токозадающие цепи задают величины начальных выходных токов источников тока и измен ют эти токи под действием температуры . Введение токозадающих цепей обеспечивает увеличение термостабильности тен- зопреобразовател . Наличие преобразователей напр жение-ток, преобразовател  ток-напр жение, источников тока и источника опорного напр жени  обеспечивает высокий коэффициент ослаблени  синфазного сигнала, что обеспечивает высокую помехозащищенность тензопреобразовател . 1 ил. с $ (Л ю 4 сд 00 О5

Description

f

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  механических напр жений.

Цель изобретени  - повышение точности путем повышени  помехозашищен- ности и температурной стабильности.

На чертеже изображена функциональна  схема тензопреобразовател .

Тензопреобразователь содержит источник 1 питани , подключенный к нему тен- зомост 2, первый 3 и второй 4 преобразователи напр жение-ток, выполненные в виде последовательно соединенных операционных усилителей 5 и 6, полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительных резисторов 9 и 0, входной резистор 11, включенный между инвертируюш.ими входами операционных усилителей 5 и 6, преобразователем 12 ток - напр жение, выполненным в виде операционного усилител  13 с отрицательной обратной св зью, первым 14 и вторым 15 источниками тока, выполненными в виде операционных усилителей 16 и 17, полевых транзисторов 18 и 19 и токозадаю- 1ЦИХ цепей 20 и 21. Токозадающа  цепь 20 состоит из резистора 22 и терморезистора 23, токозадающа  цепь 21 - из резистора 24.

Устройство содержит также источник 25 опорного напр жени . Первый 3 и второй 4 преобразователь напр жение-ток преобразуют напр жени  разбаланса тензомоста 2 в ГОК, ве.личина которого ограничиваетс  входным резистором 11. Преобразователь 12 ток - напр жение образует на своем выходе,  вл ющемс  выходом тензопреобразовател , напр жение, пропорциональное разности токов , ноступаюш.их на его инвертируюш.ий и неиквертирующий входы. Первый 14 и второй 15 источники тока предназначены дл  задани  нача.чьных токов преобразователей напр жение- -ток, задаюн1,их начальное выходное нанр жение преобразовател  12 ток -напр жение и дл  термокомпенсации теплового дрейфа тензопреобразовател . Источник 25 опорного напр жени  вырабаты- ваег стабилизированное посто нное напр жение , ностунаюш.ее на неинвертирующие входы операционных усилителей источников 14 и 15 тока. Входной резистор П предназначен дл  образовани  цепи, в которой замыкаютс  токи преобразователей 3 и 4 наг1р жение -ток.

Токозадающие цепи 20 и 21 предназначены дл  задани  величии начальных выходных токов источников 14 и 15 тока и д. 1Я изменени  выходных токов этих источников токов под действием температуры. В зависи- мс)С1и от знака дрейфа тензопреобразова- те.п  терморезистор 23 вк,тючаетс  в цепь 20 или 1,епь 21. Первый 9 и второй 10 токоогра- пнчительные резисторы предназначены дл  огра1Н1чени  величин токов, втекаюгцих в источник питани  из цепи, в которой замыкаютс  токи преобразователей 3 и 4 напр жение -ток.

1245867

Тензопреобразователь работает следующим образом.

Источник 1 питани  создает на измерительной диагонали тензомоста 2 разность падени  напр жений, пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Начальное напр жение на выходе тензопреобразовател  определ етс  разностью токов, постунаюп.1их на неинвертирующий и инвертирующий входы преобразовател  12 ток-напр жение, котора  представл ет собой сумму разностей токов, вырабатываемых первым 3 и вторым 4 преобразовател ми напр жение-ток, первым 14 и вторы.м 15 источниками тока.

Компенсаци  температурного дрейфа тензопреобразовател  осуществл етс  следующим образом.

Дрейф всего тензопреобразовател  определ етс  дрейфом операционных усилителей 5 и 6 (ОУ), вход щих в преобразователи 3 и 4 напр жение-ток.

Дрейф ОУ онредел етс  по формуле

. ДГ

D

где D - тепловой дрейф;

- изменение входного напр жени  сдвига ОУ под действием изменени  температуры; ДГ -- изменение те.мпературы окружаюгцей среды.

При ЕСДВ О тепловой дрейф стремитс  к ну;цо. При данном включении ОУ в преобразователи 3 и 4 напр жение-ток выходные напр жени  сдвигов возникают на инвертирующих входах ОУ, а следовательно, и на входном резисторе П. На резисторе 11 напр жени  сдвигов преобразуютс  в ток

L/CflBi С/СДВй

/i) Rr .

При равенстве токов источников 14 и 15 тока посто нный ток от этих источников тока через входной резистор 11 не протекает. Дл  компенсации тока JD разность токов источников 14 и 15 тока должна по величине равн тьс  току /о и быть противоположной по знаку

;-два пU„г., ,

45

R,.

R 24/ 22 +

где UcflBi-выходное напр .жение сдвига

операционного усилител  5; Усдвй- выходное нанр жение сдвига операционного усилител  6; -входной резистор 11;

(7,)„ - - величина опорного нанр жени . Из соотношени  (1) дл  конкретного ти- la ОУ вычисл етс  значение терморезистора 23. В зависимости от знака дрейфа тер- морезпстор 23 включаетс  в токозадаюшую цепь 20 или 21 источника 14 или 15 тока. Дл  полной компенсации температурного дрейфа терморезистор необходимо выбирать

с характеристикой, соответствующей зависимости (Усдв от температуры.

Введение токозадающих цепей обеспечивает увеличение термостабильности тензо- преобразовател . Наличие первого и второго преобразователей напр жение-ток, преобразовател  ток-напр жение, первого и второго источников тока, источника опорного напр жени , входного резистора, токоогра- ничительных резисторов обеспечивает высокий коэффициент ослаблени  синфазного сигнала , что приводит к высокой помехозащищенности тензопреобразовател .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тензопреобразователь, содержащий источник питани  и подключенный к нему теп- зомост, отличающийс  тем, что, с целью по- выщени  точности путем повышени  помехозащищенности и температурной стабильности , оно снабжено первым и вторым преобразовател ми напр жение - ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилител , полевого транзистора и токоограничитель- ного резистора, входным резистором, включенным между инвертирующими входами операционных усилителей преобразователей напр жение-ток , преобразователем ток-напр жение , выполненным в виде операционного усилител  с отрицательной обратной

   св зью, первым и вторым источниками тока, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилител , полевого транзистора и токоза- дающей цепи, источником опорного напр  жени , подключенным к неинвертирующим входам операционных усилителей первого и второго источников тока, инвертирующие входы которых подключены к истокам соответствующих полевых транзисторов источников тока, стоки которых подключены к истокам соответствующих полевых транзисторов и инвертирующим входам соответствующих операционных усилителей преобразователей напр жение-ток, инвертирующий и неинвертирующий входы

   0 1ерационного усилител  преобразовател  ток-напр жение подключены соответственно к стокам полевых транзисторов первого и второго преобразователей напр жение- ток, а ,ы источников тока и преобразователей напр жение-ток подключены соответственно к минусу и плюсу источника питани .