SU1381327A1

SU1381327A1 - Тензопреобразователь

Info

Publication number: SU1381327A1
Application number: SU853992247A
Authority: SU
Inventors: Николай Александрович Кузнецов; Игорь Владиславович Фридбауэр; Илья Львович Рубин; Борис Николаевич Крылов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Тепловозный Институт
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1988-03-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени деформации машиностроительных конструкций. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет увеличени стабильности питани . Источник 17 тока, включенный в диагональ питани тензомоста 2, вырабатывает стабилизированный ток. Транзисторы 19, 21 - согласованна пара полевых транзисторов, включенна по схеме истокового повторител с нулевым смеш,ением. Истоковые резисторы 20, 22 равны между собой и служат дл установки начального тока стока через полевые транзисторы 19, 21. Полевой транзистор 21 служит дл полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с бипол рным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока. 1 ил.

Description

00

оо

со sD

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени деформаций машиностроительных конструкций.

Цель изобретени - повышение точности измерений за счет повышени стабильности питани тензомоста путем включени в диагональ питани тензомоста источника тока с внутренним источником тока.

На чертеже представлена структурна схема тензопреобразовател .

Тензопреобразователь содержит источник 1 питани , тензомост 2, измерительна диагональ которого соединена с неинвер- тируюшими входами преобразователей 3 и 4

ное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы. Источники 14 и 15 тока предназначены дл задани начальных токов преобразователей напр жение-ток, задающих начальное вы5 ходное напр жение преобразовател 12 ток-напр жение и дл термокомпенсации теплового дрейфа тензопреобразовател . Источник 16 опорного напр жени вырабатывает стабилизированное посто нное пр жение, поступающее на управл ющие входы источников 14, 15 и 17 тока. Источник 17 тока вырабатывает стабилизированный ток, питающий тензомост 2. Транзисторы 19 и 21 - согласованна пара полевых транзисторов, включенна по схеме истоко20

напр жение-ток, каждый из которых выпол- 15 вого повторител с нулевым смещением.

Истоковые резисторы 20 и 22 равны между собой и служат дл установки начального тока стока через полевые транзисторы 19 и 21. Полевой транзистор 21 служит дл полевого транзистора 19 активной нагрузкой. Полевой транзистор 19 соединен с бипол рным транзистором 23 по схеме составного транзистора, что увеличивает нагрузочную способность источника 17 тока.

Тензопреобразователь работает следующим образом.

Источник 17 тока вырабатывает ток, не завис щий от величины нагрузки и величины напр жени источника 1 питани

Uor,

Ru

где / - ток источника 17 тока; fJon-опорное напр жение; 24- токозадающий резистор 24.

нен в виде последовательно соединенных операционных усилителей 5 и 6 полевых транзисторов 7 и 8 и токоограничительных резисторов 9 и 10, входной резистор 11, включенный между инвертирующими входами операционных усилителей 5 и 6, преобразователь 12 ток-напр жение, выполненный в виде операционного усилител 13 с отрицательной обратной св зью, инвертирующий и неинвертирующие входы которого соответственно соединены со стоками полевых транзисторов 7, 8 и через токоограни- чительные резисторы 9 и 10 - с плюсом источника 1 питани , источники 14 и 15 тока, один из выходов которых соединен со стоком соответствующего полевого транзистора 7, 8 и инвертирующим входом соответствующего операционного усилител 5 и 6, а другой выход соединен с «Минусом источника 1 питани , источник 16 опорного напр жени , выход которого соединен с управл ющими входами источников 14 и 15 тока, источник 17

25

30

/,

(1)

Ток источника 17 тока создает на изметока , состо щий из операционного усили- 35 рительной диагонали тензомоста 2 разность

тел 18, выход которого соединен с затвором полевого транзистора 19, исток которого через стоковый резистор 20 соединен со стоком полевого транзистора 21, исток которого через истоковый резистор 22 соединен с его затвором и с «Минусом источника 1 питани , бипол рного транзистора 23, база которого соединена со стоком полевого транзистора 21, коллектор соединен со стоком полевого транзистора 19 и с клеммой «Плюс источника 1 питани , а эмиттер соединен с одной из вершин диагонали питани тензомоста 2, друга вершина диагонали питани тензомоста 2 через токозадающий резистор 24 соединена с «Минусом источника 1 питани и с инвертирующим входом

40

падени напр жени , пропорциональную разбалансу тензомоста 2. Напр жение с измерительной диагонали тензомоста 2 преобразуетс преобразовател ми 3 и 4 напр жение-ток на входном резисторе 11 в ток

I -.

вых г,

A:ii

(2)

45

где/вых - выходной ток преобразователей 3

и 4;

&.U - напр жение разбаланса тензомоста;

-входной резистор 11. Преобразователь 12 ток-напр жение преобразует ток /вых в напр жение, которое вл етс выходным напр жением всего

операционного усилител 18, неинвертирую- 50 тензопреобразовател . Коэффициент преобщий вход соединен с выходом источника 16 опорного напр жени .

Преобразователь 3 и 4 напр жение-ток преобразуют напр жение разбаланса тензомоста 2 в ток, величина которого ограничиваетс входным резисто)ом 11. Преобразователь 12 ток-напр жение образует на своем выходе, вл ющемс) выходом тензопреобразовател , напр жение, пропорциональ55

разовани тока в напр жение определ етс отнощением суммы резисторов, сто щих в обратных св з х операционного усилител 13 преобразовател 12 ток-напр жение к величине входного резистора 11.

Введение в устройство источника 17 тока исключает вли ние нестабильности источника 1 питани на тензомост 2 и вли ние изменени сопротивлени длинных соединительное разности токов, поступающих на его инвертирующий и неинвертирующий входы. Источники 14 и 15 тока предназначены дл задани начальных токов преобразователей напр жение-ток, задающих начальное выходное напр жение преобразовател 12 ток-напр жение и дл термокомпенсации теплового дрейфа тензопреобразовател . Источник 16 опорного напр жени вырабатывает стабилизированное посто нное напр жение , поступающее на управл ющие входы источников 14, 15 и 17 тока. Источник 17 тока вырабатывает стабилизированный ток, питающий тензомост 2. Транзисторы 19 и 21 - согласованна пара полевых транзисторов, включенна по схеме истокового повторител с нулевым смещением.

Uor,

Ru

/,

(1)

Ток источника 17 тока создает на изме0

I -.

вых г,

A:ii

(2)

где/вых - выходной ток преобразователей 3

и 4;

&.U - напр жение разбаланса тензомоста;

ензопреобразовател . Коэффициент преоб5

Введение в устройство источника 17 тока исключает вли ние нестабильности источника 1 питани на тензомост 2 и вли ние изменени сопротивлени длинных соединительных линий, подключающих тензомост к тен- зопреобразователю.

Введение в источник 17 тока операционного усилител 18, согласованной пары полевых транзисторов 19 и 21, бипол рного транзистора 23 увеличивает его температурную стабильность, линейность и нагрузочную способность источника тока.

Операционный усилитель 18, включенный по схеме с отрицательной обратной св зью, отрабатывает на своем инвертирующем входе напр жение источника 16 опорного напр жени ПопТак как Uon и ток, текущий через тензомост 2, не завис т от напр жени питани тензопреобразовател , то и напр жение на измерительной диагонали тензомоста 2 не зависит от изменени напр жени питани .

Claims

Формула изобретени

Тензопреобразователь, содержащий источник питани , тензомост, измерительна диагональ которого соединена с неинверти- рующимк входами первого и второго преобразователей напр жение-ток, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилител , полевого транзистора и токоограничительного резистора, входной резистор, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей преобразователей напр жение-ток, преобразователь ток-напр жение, выполненный в виде третьего операционного усилител с отрицательной .обратной св зью, инвертирующий и неинвертирующий входы которого соот

ветственно соединены со стоками полевых транзисторов первого и второго преобразователей напр жение-ток и через токоогра- ничительные резисторы - с плюсом источника питани , первый и второй источники тока, один из выходов которых соединен с истоком соответствующего полевого транзистора и инвертирующим входом соответствующего операционного усилител преобразовател напр жение-ток, а другой выход соединен с «Минусом источника питани , источник опорного напр жени , выход которого соединен с управл ющими входами первого и второго источников тока, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности измерений за счет увеличени стабиль5 ности питани тензомоста, тензопреобразо- ватель снабжен третьим источником тока, состо щим из четвертого операционного усилител , выход которого соединен с затвором третьего полевого транзистора, исток

Q которого через первый истоковый резистор соединен со стоком четвертого полевого транзистора, исток которого через второй истоковый резистор соединен с его затвором и с «Минусом источника питани , бипол рного транзистора, база которого соединена

5 со стоком четвертого полевого транзистора, коллектор соединен со стоком третьего полевого транзистора и с клеммой «Плюс источника питани , а эмиттер соединен с одной из верщин диагонали питани тензомоста, друга верщина диагонали питани тензомоста через токозадающий резистор соединена с «Минусом источника питани и с инвертирующим входом четвертого операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опор- чого напр жени .

0