SU1368621A1 - Integral strain-measuring bridge and method of adjustment thereof - Google Patents
Integral strain-measuring bridge and method of adjustment thereof Download PDFInfo
- Publication number
- SU1368621A1 SU1368621A1 SU864101167A SU4101167A SU1368621A1 SU 1368621 A1 SU1368621 A1 SU 1368621A1 SU 864101167 A SU864101167 A SU 864101167A SU 4101167 A SU4101167 A SU 4101167A SU 1368621 A1 SU1368621 A1 SU 1368621A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- resistance
- bridge
- strain
- strain gauge
- output signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к тензометрии и может быть использовано при создании датчиков механических величин на основе термокомпенсированных интегральных тензометрических мостов. Цель изобретени - повьшение точности в услови х действи неравномерного температурного пол за счет уменьшени аддитивной температурной погрешности , что достигаетс выполнением каждого плеча моста из двух тен- зорезисторов с разными по знаку температурными коэффициентами сопротивлени и соответствующей настройкойThe invention relates to strain gauges and can be used to create sensors of mechanical quantities based on temperature-compensated integral strain gauge bridges. The purpose of the invention is to increase the accuracy under the conditions of non-uniform temperature field by reducing the additive temperature error, which is achieved by performing each arm of a bridge of two resistors with different sign temperature coefficients of resistance and the corresponding setting.
Description
j.L -fcf-.:.-.j.L -fcf-.:.-.
моста при двух разных температурах с доработкой одного из тензорезисто- ров в одном из плеч до получени температурной компенсации моста и двух других тензорезисторов в смежном плече до получени требуемой балансировки моста лучом лазера. Интегральный тензометрический мост содержит тензо- резисторы 2-9, контактные площадки 10-1.5 к ним, разрываемые и вновь устанавливаемые перемычки 16 и 17,вместо которых на врем настройки подключают переменные резисторы 18 и 19. Кажда пара тензорезисторов 2 и 3, 4и5, 6и7, 8и9 выполнена из материалов с температурными коэффициентами сопротивлени противоположных знаков. Интегральный тензометрический мост и способ его настройки позвол ет уменьшить температурную погрешность и снизить чувствительность моста к термоудару. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.bridge at two different temperatures, with one of the strain gauges in one of the arms refined to obtain temperature compensation for the bridge and two other strain gauges in the adjacent shoulder to obtain the required balancing of the bridge with a laser beam. The integral strain gauge bridge contains strain resistors 2–9, contact pads 10–1.5 to them, breaks and re-installed jumpers 16 and 17, instead of which, for the tuning time, connect variable resistors 18 and 19. Each pair of strain gages 2 and 3, 4, 5, 6 and 7 , 8 and 9 are made of materials with temperature coefficients of resistance of opposite signs. The integral strain gauge bridge and the method of its adjustment allows to reduce the temperature error and reduce the sensitivity of the bridge to thermal shock. 2 sec. f-ly, 1 ill.
1.one.
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени механических величин электрическими методами.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure mechanical quantities by electrical methods.
Целью изобретени вл етс повышение точности в услови х действи неравномерного температурного пол за счет уменьшени аддитивной температурной погрешности, что достигаетс выполнением каждого плеча моста из двух тензорезисторов из материалов с температурными коэффициентами сопротивлени противоположных знаков и соответствующей настройкой моста при двух разных температурах с до- рабо-гкой одного из тензорезисторов в одном из плеч до получени темпера- турной компенсации моста и двух других тензорезисторов в смежном плече до получени требуемой балансиройки моста лучом лазера.The aim of the invention is to improve the accuracy under the conditions of non-uniform temperature field by reducing the additive temperature error, which is achieved by performing each arm of a bridge of two resistance strain gages made of materials with temperature coefficients of resistance of opposite signs and corresponding adjustment of the bridge at two different temperatures with one of the strain gauges in one of the arms until a temperature compensation is obtained for the bridge and two other strain gauges in the adjacent leg required to balance the bridge with a laser beam.
На чертеже представлена электрическа схема интегрального тензомет- рического моста.The drawing shows the electrical circuit of the integral strain gauge bridge.
Интегральный тензометрический мост, сформированный на мембране 1, содержит две идентичные цепи из четырех последовательно соединенных тензорезисторов 2, 3, 4и5и6, 7, 8 и 9, шесть контактных площадок 10. 15, расположенные соответственно на концах и в средней точке каждой цепи и две разрываемые и вновь устанавливаемые в процессе настройки перемычки 16 и 17, кажда из которых соедин ет соответствующие свободные концы обеих цепей. Кажда пара тензорезисторов 2иЗ, 4и5, 6и7, 8и9,Integral strain gauge bridge formed on membrane 1 contains two identical chains of four series-connected resistance strain gages 2, 3, 4 and 5, 6, 7, 8 and 9, six contact pads 10. 15 located respectively at the ends and in the middle point of each chain and two torn and newly installed jumpers 16 and 17 in the process of adjustment, each of which connects the respective free ends of both circuits. Each pair of strain gages 2iZ, 4i5, 6i7, 8i9,
включенна между двум смежными площадками 10 и 11, 11 и 12, 13 и 14. 14 и 15, выполнена из двух различных материалов с температурными коэффициентами сопротивлени противоположных знаков. На врем настройки моста вместо пере1 1чек 16 и 17 могут подключатьс переменные резисторы 18included between two adjacent pads 10 and 11, 11 and 12, 13 and 14. 14 and 15, made of two different materials with temperature coefficients of resistance of opposite signs. At the time of tuning the bridge, instead of switching 1 16 and 17, variable resistors 18 can be connected
и 19.and 19.
Интегральный тензометрический мост работает следуннцим образом.Integral strain gauge bridge works in the following way.
При нагружении тензорезисторов, сформированных на мембране 1, механическим параметром и при подключении питани к контактным площадкам 11 и 14 на выходной диагонали при замкнутых перемычках 16 и 17 по вл етс выходной сигнал, пропорцио20When loading the strain gauges formed on the membrane 1, a mechanical parameter and when connecting the power to the pads 11 and 14 on the output diagonal with closed jumpers 16 and 17, an output signal appears that is proportional to
нальный величине механического параметра .the value of the mechanical parameter.
Так как кажда из пар тензореэнс- торов 2иЗ, 4и5, 7и8, 8и9 выб25 рана таким образом, что приращение сопротивлений от температуры одного равно приращению по абсолютной величине другого и имеет противоположный знак, то это позвол ет осуществл тьSince each of the 2 and 3, 4 and 5, 7 and 8, 8 and 9 tensor coupler pairs is chosen in such a way that the increment of resistance from the temperature of one is equal to the increment in the absolute value of the other and has the opposite sign, this allows
30 самокомпенсацию температурного изменени сопротивлений в плечах тензо- метрического моста, а следовательно, уменьшать аддитивную температурную погрешность при работе датчика в услови х неравномерного температурного пол .30 self-compensation of the temperature change of resistances in the arms of the strain-gauge bridge, and consequently, reduce the additive temperature error when the sensor is operated under conditions of an uneven temperature field.
Способ настройки интегрального тензометрического моста реализуетс следующим образом.The method for setting up an integral strain gauge bridge is implemented as follows.
3535
Определ ют сопротивлени тензоре- зисторов 2-9 и их температурные коэффициенты сопротивлени . Соедин ют контактные площадки 15 и 10, 12 и 13 перемычками 16 и 17. Подают напр жение питани на измерительный мост и фиксируют начальное значение выходного сигнала при определенной температуре , например, в нормальных тем--|Q го уровн выходного сигнала моста.The resistances of the strain gauges 2–9 and their temperature coefficients of resistance are determined. Connect pads 15 and 10, 12 and 13 with jumpers 16 and 17. Apply a supply voltage to the measuring bridge and record the initial value of the output signal at a certain temperature, for example, in normal topics - | Q level of the output signal of the bridge.
пературных услови х. Измен ют температуру на подложке интегрально тензо- метрического моста до заданной величины и по знаку изменени начального выходного сигнала моста от температу- 15 плеч е по формулам ры определ ют тензорезистор с температурным коэффициентом сопротивлени , который при увеличении сопротивлени тензорезистора уменьшает это изменеИзмер ют величину регулировочного резистора 19 и отключают его. Рассч тывают величины сопротивлений каждо го тензорезистора 5 и 4 в вы вленноPeruational conditions. The temperature on the substrate is integrally modified by the strain gauge bridge to a predetermined value and by the sign of the change in the initial output signal of the bridge from the temperature of 15 arms using the formulas that determine the resistance strain gauge with a temperature resistance coefficient which decreases with increasing resistance of the strain gauge and changes the adjustment resistor value 19 and disable it. Calculate the resistance values of each strain gauge 5 and 4 in
R.R.
лКт- о.;lkt- o .;
иand
- лКт-о;; - lkt-o ;;
вне, например тензорезистор 2.outside, for example, a strain gauge 2.
Разрывают ближайшую к вы вленному тензорезистору перемычку, например 16, и включают вместо нее в то же плечо моста переменный резистор, например резистор 18. В нормальных тем пературных услови х измен ют сопротивление переменного резистора 18 до получени выходного сигнала моста равного начальному выходному сигналу при заданной температуре. Измер ют это сопротивление и отключают переменный резистор.18. Рассчитывают величину сопротивлени дорабатываемого тензорезистора 2 по формулеThe jumper closest to the detected strain gauge, for example, 16, is broken, and a variable resistor, for example, resistor 18 is connected to the same bridge arm instead. Under normal conditions, the resistance of the variable resistor 18 is changed to obtain an output signal equal to the initial output signal for a given temperature This resistance is measured and the variable resistor is disconnected. Calculate the resistance value of the modified strain gauge 2 according to the formula
R,i ARrR, i ARr
iv ()iv ()
где Rwhere r
XiXi
величина сопротивлени , на которую увеличивают тензорезисторJmagnitude of resistance, which increase the strain gaugeJ
L R - величина изменени сопротивлени переменного резистора iL R - the magnitude of the change in resistance of the variable resistor i
Т, - начальна температураT - initial temperature
(нормальные температурные услови ) ,(normal temperature conditions)
Т - заданна температура, до которой измен ют температуру подложки интегрального тензометрического моста.T is the predetermined temperature to which the temperature of the substrate of the integral strain gauge bridge is changed.
Дорабатывают вы вленный тензоре- зистор 2 путем удалени части материала тензорезистора 2, например лучом лазера. Восстанавливают перемычку 16The detected strain gauge 2 is modified by removing a portion of the strain gauge material 2, for example, with a laser beam. Repair jumper 16
и измер ют величину и знак вькодйого 55 аддитивной температурной погрешсигнала моста. По знаку вы содноуо сигнала определ ют пару тензорезис- торов одного из плеч моста, котора при увеличении суммарного сопротивлени уменьшает величину начального выходного сигнала, например пару тен- зорезисторов 4 и 5.and the magnitude and sign of each 55 additive temperature error of the bridge is measured. By the sign of the signal, you determine a pair of strain gages of one of the bridge arms, which, with an increase in the total resistance, reduces the magnitude of the initial output signal, for example, a pair of tensors 4 and 5.
Разрывают ближайшую к вы вленной паре перемычку, например перемычку 17, и включают вместо нее переменный резистор 19. Измен ют сопротивление переменного резистора 19 до заданноплеч е по формулам Break the jumper closest to the identified pair, for example jumper 17, and switch on a variable resistor 19 instead. Change the resistance of the variable resistor 19 to a given arm by the formulas
Измер ют величину регулировочного резистора 19 и отключают его. Рассчитывают величины сопротивлений каждого тензорезистора 5 и 4 в вы вленномThe value of the adjusting resistor 19 is measured and disconnected. Calculate the resistance values of each strain gauge 5 and 4 in the detected
15 плеч е по формулам 15 shoulders by formulas
R.R.
лКт- о.;lkt- o .;
иand
00
RR
- лКт-о;; - lkt-o ;;
25 25
XIXi
V; -Ы;V; -Y;
5 five
где и Rwhere and r
KiKi
Xi Xi
00
сопротивлени тен- зорезисторов в вы вленном плече мостаJ oi; и oij - температурные коэффициенты сопротивлени тензорезисторов. Дорабатывают вы вленную пару тензорезисторов 4 и 5 путем удалени части материала тензорезисторов, например лучом лазера, и восстанавливают перемычку 17.resistance of the strain resistors in the identified shoulder of the bridgeJ oi; and oij are the temperature coefficients of resistance of the strain gauges. The extracted pair of strain gauges 4 and 5 is refined by removing some of the material of the strain gauges, for example, with a laser beam, and the jumper 17 is restored.
Предлагаемые тензометрический мост и способ его настройки позво- 5 л ют повьшать точность измерени в широком диапазоне неравномерных температур . Кроме того, такое техническое решение позвол ет уменьшить чувствительность интегрального тен- 0 зометрического моста к термоудару.The proposed strain gauge bridge and its adjustment method allow to increase the measurement accuracy in a wide range of irregular temperatures. In addition, this technical solution makes it possible to reduce the sensitivity of the integral tensometric bridge to thermal shock.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864101167A SU1368621A1 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Integral strain-measuring bridge and method of adjustment thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864101167A SU1368621A1 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Integral strain-measuring bridge and method of adjustment thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1368621A1 true SU1368621A1 (en) | 1988-01-23 |
Family
ID=21250371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864101167A SU1368621A1 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Integral strain-measuring bridge and method of adjustment thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1368621A1 (en) |
-
1986
- 1986-05-20 SU SU864101167A patent/SU1368621A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 4172389, кл..G 01 В 7/16, 1979. Авторское .свидетельство СССР № 1174739, кл. G 01 В 7/18, 1964. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH038482B2 (en) | ||
KR960706631A (en) | MEASURING THE QUANTITY OF A GAS A TANK | |
US3130578A (en) | Strain gauge bridge calibration | |
US4414837A (en) | Apparatus and methods for the shunt calibration of semiconductor strain gage bridges | |
SU1368621A1 (en) | Integral strain-measuring bridge and method of adjustment thereof | |
Dorsey | Homegrown strain-gage transducers: Simple compensation procedures can be used to correct errors in strain-gage transducer bridges | |
JPH0769232B2 (en) | Method and apparatus for temperature compensation of load cell | |
US3085193A (en) | Linear electrical compensation circuits | |
US3490272A (en) | Temperature compensated resistance measurement bridge | |
USRE32631E (en) | Measurement circuit for load cell | |
SU1411571A1 (en) | Method of setting up integrated circuit strain gauge bridges from stabilized current source | |
SU1138750A1 (en) | Semiconductor strain-gauge converter | |
SU855384A1 (en) | Strain-gauge transducer | |
SU1448288A1 (en) | Method of setting up integrated strain-gauge bridges | |
RU2086940C1 (en) | Semiconductor pressure transducer | |
SU1198398A1 (en) | Strain-gauge force transducer | |
SU1384933A1 (en) | Method of balancing resistance bridge of electromechanical sensor | |
RU2009448C1 (en) | Strain measuring device | |
SU1515035A1 (en) | Method of measuring deformation of solids | |
RU2017060C1 (en) | Method of tuning of semiconductor integrated strain gauges and device for its accomplishment | |
US2688727A (en) | Measuring circuit for condition responsive impedance | |
RU2031355C1 (en) | Method of thermal compensation of strain-measuring bridge | |
SU1097893A1 (en) | Integral strain gauge | |
RU2079102C1 (en) | Method for tuning of integral strain-measuring bridge using power supply | |
SU983448A1 (en) | Displacement and deformation measuring method |