SU1396068A1

SU1396068A1 - Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени

Info

Publication number: SU1396068A1
Application number: SU853987128A
Authority: SU
Inventors: Николай Дмитриевич Калинин; Алексей Филиппович Мирончук; Вячеслав Алексеевич Петров
Original assignee: Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1988-05-15

Abstract

Изобретение относитс к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах преобразовани физических величин, например си- ЛЬ1, давлени , в частотно-модулированный сигнал с дальнейшим его преобразованием в цифровой код. Изобретение повышает точность преобразовани разбаланса тензометрического моста в интервал времени путем исключени вл1г- ни нестабильности сопротивлени аналогового переключател . Устройство содержит тензомост 1, термостабилизи- рованные резисторы 2, 3 и 4, диффе ренциальные усилители 5 и 6, аналого- вьй переключатель 7, интегратор 8, блок 9 сравнени и блок 10 питани . При этом тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4 включены по схеме четырехплече- го неуравновешенного моста .и образуют термочувствительный термомост 11, который преобразует температуру моста 1 в напр жение. 2 ил. (О (Л

Description

7 Л/х

со со

О5

о

О5 Ob

фиг.1

113

Изобретение относитс к цифровой электроизмерительно технике и может быть использовано в системах преобразовани физических величин, например силы, давлени , в частотно-модулиро- ванньй сигнал с д;1льнейшим преобразованием в цифровой код.

Цель изобретени - повьпиение точности преобразовател разбаланса тензометрического моста в интервал времени путем исключени вли ни нестабильности сопротивлени аналогового переключател ,

На фиг. 1 представлена структур- на схема преобразовател разбаланса тензометрического моста в интервал

времени; на фиг. 2 - диаграммы, по- сн ющие его работу,

Преобразоваташз разбаланса тензо- моста в интервал времени содержит (фиг. 1) тензомост и термостабильные резисторы 2, 3 и 4, дифференциальные усилители 5 и 6, аналоговьй переключатель 7, интегратор 8, блок 9 сравнени и блок 10 питани .

Тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4 включены по схеме четырехплечего не- уравновешенного моста и образуют термочувствительный мост (термомост) 1, который преобразует температуру тензомоста I в напр жение. Измери- тельна диагональ термОмоста подключена к входу дифференциального усилител 6, измерительна диагональ тензомоста } подключена к входу дифференциального усилител 5, выходы дифференциальных усилителей 5 и 6 через аналоговый переключатель 7 по- оче зедно подкли чаютс к второму входу блока 9 сравнени , к первому входу которого подключен выход интегратора 8, выход блока 9 сравнени вл етс выходом всего преобразоватеьл и соединен с управл ющим входом аналогового переключател 7 и входом интегратора 8.

Устройство работает следующим образом .

В начале каждого полупериода преобразовани срабатывает блок 9 сравнени и аналоговый переключатель 7 подключает к второму входу блока 9 сравнени усиленное напр жение с выходной диагонали тензомоста 1 или термомоста 11, а на вход интегратора

8поступает выходное напр жение блока

9сравнени , равное +Uo или -П. В момент времени t (фиг. 2а) на вход

8 поступает напр жение

на его

выходе изме

t

Т.

(I)

U

где

;,. Т . начальное смещение; посто нна времени интегратора 8;

длительность полупериода колебаний преобразовател . Если выходные напр жени тензомоста 1 и термомоста 11 равны нулю, то на выходе устройства - импульсы амплитудой JtUg , скважностью два и длительностью периода, равной

TO

2-и

а /р

(2)

В момент времени t, (фиг. 2) на второй вход блока сравнени поступает усиленное дифференциальным усилителем 6 вьсходное напр жение термостата 1 1 , равное

вых,

- . Ктд

+ R,

о(де пнт

Ег

R л + Ri

(3)

0

5

0

5

где и

Вых 4

k

и

пцт

RTM

выходное напр жение дифференциального усилител 6;

коэффициент усилени дифференциального усилител 6;

напр жение питани термомоста 1 1;

сопротивление диагонали питани тензомоста 1; RJ, R,, R - сопротивление резисторов 2, 3 и 4;

изменение температуры тензомоста 1; температурный коэффициент сопротивлени диагонали питани тензомоста 1 .

t напр жение на (фиг. 26) достиав В момент времени выходе интегратора 8 гает значени

и, Uc

и

(t,-t,), (4)

равного значению напр жени llgt,,, . Происходит срабатывание блока 9 сравнени , его выходное напр жение становитс равным -Uo, которое переключает аналоговый переключатель 7, и на второй вход блока 9 сравнени поступает выходное напр жение дифференциального усилител 5, равное

RTM .

и

бих.

i - nuT

RTM +

R4

Хч

RTM +

R,

Т40 (5)

е k - коэффициент-усилени усилител 5;

k - коэффициент чувствительности тензомоста 1 к измер емой величине;

-измер ема величина;

-температурньй коэффициент смещени нул тензомоста 1.

момент времени t, напр жение на выX

У

Claims

Формула изобретени Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени, содержащий блок питани , соединенный с диагональю питани термомоста, в одно плечо которого включен тензомост, аналогоходе интегратора 8 достигает значени 25 . переключатель, первьй дифференциальньй усилитель, интегратор, выход которого соединен с первым выхоо

и,

и.

Uo (

t,). (6)

BUf к/I

Сумма длительностей интервалов времени (t,-t,) и (t,,-tj) определ ет пе- 30 риод, за который происходит .полное преобразование входного воздействи в интервал времени. Реша уравнени ,, (А), (5), (6) и (7) относительно, суммы интервалов времени , и 35 получим

tj-t.

дом блока сравнени , отличающийс тем, что, с целью повы- щени точности путем исключени вли ни нестабильности сопротивлени аналогового переключател , в него введен второй дифференциальньш усилитель , входы которого соединены с измерительной диагональю термомоста, выходы первого и второго дифференциальных усилителей подключены через аналоговый переключатель к второму входу блока сравнени , выход которого соединен с входом интегратора и управл ющим входом аналогового переключател , а выходы первого дифференциального усилител соединены с измерительной диагональю тензомоста.

-Ф +1,

-To+k,y U

RTM

RTM+R

и ,

R 1

тл,

ив .

10

15

20

При выполнении услови k , о k у р,лч тельность периода выходног-о сигнала преобразовател разбаланса тензомоста 1 в интервал времени будет .пропорциональна только измер емой величине X . Это условие легко выполн етс при настройке преобразовател путем соответствующего подбора значений k , и k ,

Таким образом, сигнал на выходе преобразовател не зависит от аддитивной составл ющей температурной погрешности тензомоста 1.

Формула изобретени Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени, содержащий блок питани , соединенный с диагональю питани термомоста, в одно плечо которого включен тензомост, аналого25 . переключатель, первьй дифферено

0 5

0

дом блока сравнени , отличающийс тем, что, с целью повы- щени точности путем исключени вли ни нестабильности сопротивлени аналогового переключател , в него введен второй дифференциальньш усилитель , входы которого соединены с измерительной диагональю термомоста, выходы первого и второго дифференциальных усилителей подключены через аналоговый переключатель к второму входу блока сравнени , выход которого соединен с входом интегратора и управл ющим входом аналогового переключател , а выходы первого дифференциального усилител соединены с измерительной диагональю тензомоста.

TO

,