SU1524004A1 - Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal - Google Patents

Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal Download PDF

Info

Publication number
SU1524004A1
SU1524004A1 SU874238521A SU4238521A SU1524004A1 SU 1524004 A1 SU1524004 A1 SU 1524004A1 SU 874238521 A SU874238521 A SU 874238521A SU 4238521 A SU4238521 A SU 4238521A SU 1524004 A1 SU1524004 A1 SU 1524004A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
voltage
output
bridge
strain gauge
Prior art date
Application number
SU874238521A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Морозов
Андрей Викторович Вялков
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4903
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4903 filed Critical Предприятие П/Я Г-4903
Priority to SU874238521A priority Critical patent/SU1524004A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1524004A1 publication Critical patent/SU1524004A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при создании новых образцов тензометрической аппаратуры на несущей частоте. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  путем повышени  стабильности и устойчивости цепей питани  тензометрического моста напр жением обратной св зи. Это достигаетс  тем, что напр жение питани  измерительного моста формируют путем суммировани  напр жени  задающего генератора, модулированной несущей частоты и усиленной разности средних значений выпр мленных напр жений на задающем генераторе и активной составл ющей напр жени  на измерительном мосте. При этом стабильность цепей питани  измерительного моста определ етс  реализованным коэффициентом усилени , а устойчивость - процессом демодул ции - модул ции в виде обратной св зи по среднему значению активной составл ющей питающего напр жени . Дл  реализации способа в известный преобразователь введены два идентичных компенсирующих блока, включенных в цепи питани  измерительного моста. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to create new samples of strain gauge equipment at a carrier frequency. The purpose of the invention is to improve the accuracy of conversion by increasing the stability and stability of the power supply circuits of the strain gauge bridge by feedback voltage. This is achieved in that the supply voltage of the measuring bridge is formed by summing the voltage of the master oscillator, the modulated carrier frequency and the amplified difference between the average values of the rectified voltage on the master oscillator and the active component of the voltage on the measuring bridge. At the same time, the stability of the power supply circuits of the measuring bridge is determined by the realized gain, and the stability, by the demodulation process, by modulation in the form of feedback on the average value of the active component of the supply voltage. In order to implement the method, two identical compensating units are included in the power supply circuit of the measuring bridge. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относи 1 :  к измерительной технике и может быть использовано при создании нопмх образцов тензометрической аппаратуры на несущей частоте.The invention relates 1: to the measurement technique and can be used to create nopmh samples of strain gauge equipment at the carrier frequency.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани  путем повьпчени  стабильности и устойчивости цепей питани  тензометрического моста напр жением обратной св зи.The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion by increasing the stability and stability of the power supply circuits of the strain gauge bridge with a feedback voltage.

На фиг.1 изображена схема устройства дл  осуществлени  способа; на фиг.2 - схема варианта устройства при включении измерительного моста с трансформаторной разв зкой; наFigure 1 shows a diagram of an apparatus for carrying out the method; Fig. 2 is a diagram of a variant of the device when the measuring bridge is switched on with a transformer isolator; on

фиг.З - эквивалентна  схема устройства , изображенного на фиг.1.fig.Z - the equivalent circuit of the device depicted in figure 1.

Устройство дл  осуществлени  способа (фиг.1) содержит измерительный мост 1, измерительный усилитель 2, задающий генератор 3, генератор 4 управл юпшх сигналов, усилители 5, повторители 6 напр жени  и два одинаковых компенсирующих блока 7, каждый из которых содержит ключевой элемент 8, один вход которого через резистор 9 соединен с выходом соответствум- тчего повторител  6 напр жени  j второй Через резистор 10 - с выходом задающего генератора 3, управл ющийA device for carrying out the method (FIG. 1) comprises a measuring bridge 1, a measuring amplifier 2, a master oscillator 3, a generator 4 control signals, amplifiers 5, voltage followers 6 and two equal compensating units 7, each of which contains a key element 8, one input through a resistor 9 is connected to the output of a corresponding follower 6 of voltage j second through a resistor 10 to the output of a master oscillator 3 controlling

вход - с выходом генератора 4 управ- л ющих сигналов, а выход соединен с входом интегратора, выполненного на операционном усилителе 11 с конденсатором 12 св зи, при этом выход операционного усилител  11 и выход задающего генератора 3 соединены с двум  входами перемножител  13 сигналов , выход которого соединен с одним из входов сумматора 14, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 3, а выход - с входом усилител  5.the input is from the output of the control signal generator 4, and the output is connected to the integrator input performed on the operational amplifier 11 with a coupling capacitor 12, the output of the operational amplifier 11 and the output of the driving generator 3 are connected to two inputs of the signal multiplier 13, the output which is connected to one of the inputs of the adder 14, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 3, and the output - to the input of the amplifier 5.

Устройство с трансформаторной разв зкой датчиков (фиг,2) содержит измерительный мост 1, измерительный усилитель 2, задающий генератор 3, генератор 4 управл ющих сигналов, усилитель 5, повторитель 6 и компенсирующий блок 7, содержащий ключевой элемент 8, один вход которого через резистор 9 соединен с выходом повторител  6 напр жени , второй через резистор 10 - с выходом задающего генератора 3, управл ющий вход - с выходом генератора 4 управл ющих сигналов , а выход соединен с входом интегратора, выполненного на операционном усилителе 11 с конденсатором 12 обратной св зи, при этом выход операционного усилител  11 и выход задающего генератора 3 соединены с двум  входами перемножител  13 сигналов , выход которого соединен с одним их входов сумматора 14, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 3,-а выход - с входом усилител  5.A device with transformer isolation sensors (Fig 2) contains a measuring bridge 1, a measuring amplifier 2, a master oscillator 3, a generator 4 control signals, an amplifier 5, a repeater 6 and a compensating unit 7 containing a key element 8, one input of which through a resistor 9 is connected to the output of the voltage follower 6, the second through a resistor 10 to the output of the master oscillator 3, the control input to the output of the generator 4 of the control signals, and the output connected to the integrator's input made on the operational amplifier 11 s condensate rum 12 feedback, while the output of the operational amplifier 11 and the output of the master oscillator 3 is connected to two inputs of the signal multiplier 13, the output of which is connected to one of the inputs of the adder 14, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 3, -a output amplifier input 5.

Устройство (фиг,1) работает следующим образом.The device (Fig, 1) works as follows.

Напр жение питани  несущей частот от задающего генератора 3 поступает на вход двух одинаковых компенсирующих блоков 7. В каждом таком блоке на сумматоре 14 оно складываетс  с напр жением обратной св зи, поступающим с выхода перемножител  13 сигналов и через соответствующий усилитель 5 питани  в качестве напр жени  питани  подаетс  на измерительный мост 1. Напр жение обратной св зи формируетс  из напр жени  на питающей диагонали измерительного моста 1 путем модул ции несущей частотой на перемножителе 13 сигналов разности выпр мленных напр жений на задающем генераторе 3 и активной составл ющей напр жени  на измеритель0The power supply voltage of the carrier frequency from the master oscillator 3 is fed to the input of two identical compensating blocks 7. In each such block on the adder 14, it is added to the feedback voltage from the output of the signal multiplier 13 and through the corresponding power amplifier 5 as a voltage The power is supplied to the measuring bridge 1. The feedback voltage is formed from the voltage on the supply diagonal of the measuring bridge 1 by modulating the difference frequency of the rectified signals on the multiplier 13 aprons on master oscillator 3 and active voltage component on meter 0

5five

00

5five

ном мосте 1 . Операции вычитани  и выпр м; еци  напр жений выполнены на резисторах 9 и 10, ключевом зле- , менте 8 и интеграторе. При этом ключевой элемент 8 и резисторы 9 и 10 образуют токовый однополупериод- ный синхронный детектор, который в первый нолунериод работы выдел ет отрицательную полуволну активной составл ющей напр жени  на измерительной диагонали моста 1, а во второй полупериод - положительную полуволну напр жени  задающего генератора 3, Осредненный по времени на конденсаторе 2 суммарный ток, протекающий через ключевой элемент 8, преобразуетс  в усиленную разность напр жений на выходе операционного усилител  11 интегратора и передаетс  на вход перемножител  13 сигналов , на другой вход которого поступает напр жение задающего генератора 3. Управление работой ключевого элемента 8 производитс  от генератора 4 управл Ю1цих сигналов синхронно и синфазно напр жению несущей частоты. Точность передачи напр жени  от питающей диагонали измерительного моста 1 на вход резистора 9 обеспечена использованием повторител  6 напр жени  с высоким входным сопротивлением . Выходное напр жение формируетс  на измерительном усилителе 2 путем усилени  и демодулироаани  напр жени  на измерительной диагонали моста 1.Mr. Bridge 1. Subtraction and rectification operations; These voltages are made on resistors 9 and 10, key voltage, step 8, and integrator. In this case, the key element 8 and the resistors 9 and 10 form a single-half-time synchronous detector, which in the first work cycle period emits a negative half-wave of the active component voltage on the measuring diagonal of bridge 1, and in the second half-period - a positive half-wave voltage of the master oscillator 3 The time-averaged capacitor 2, the total current flowing through the key element 8, is converted into an increased voltage difference at the output of the operational amplifier 11 of the integrator and is transmitted to the input of the var Residents 13 signals to the other input thereof receiving a voltage reference generator 3. The key operation control member 8 is produced from the generator 4 is controlled Yu1tsih signal synchronously in phase voltage and the carrier frequency. The accuracy of voltage transfer from the supply diagonal of the measuring bridge 1 to the input of the resistor 9 is ensured by using a voltage follower 6 with a high input resistance. The output voltage is formed on the measuring amplifier 2 by amplifying and demodulating the voltage on the measuring diagonal of the bridge 1.

Использование изобретени  позвол ет существенно увеличить стабильность и устойчивость цепей питани  измерительного моста напр жением несущей частоты, что повышает точность измерени  деформации. Благодар  высокой стабильности измерительных усилителей в современной тен- зометрической аппаратуре на несущей частоте точность преобразовани  определ етс , главным образом, стабильностью и устойчивостью активной составл ющей напр жени  питани  моста . Поэтому улучшение параметров цепей питани  Непосредственно улучшает точность преобразовани .The use of the invention makes it possible to significantly increase the stability and stability of the power supply circuits of the measuring bridge with the voltage of the carrier frequency, which improves the accuracy of measuring the deformation. Due to the high stability of measuring amplifiers in modern tensometric equipment at the carrier frequency, the conversion accuracy is determined mainly by the stability and stability of the active component of the bridge supply voltage. Therefore, improving power supply circuit parameters. Directly improves conversion accuracy.

Эффективность способа можно оценить из анализа эквивалентной схемы 5 (фиг.З), соответствующей устройству на фиг.1.The effectiveness of the method can be estimated from the analysis of the equivalent circuit 5 (fig.Z), corresponding to the device in figure 1.

На схеме изображены сумматор 14 с коэффициентом передачи К , 1,The diagram shows the adder 14 with the transfer coefficient K, 1,

00

5five

00

5five

00

компенсирующий блок 7 с коэффициентом Передачи К, усилитель 5 питани  измерительного моста с коэффициентом передачи К , 1, параметры кабел  питани  мостов I, и К , нагрузка Rcompensating unit 7 with Transmission factor K, power amplifier 5 of measuring bridge with transmission coefficient K, 1, parameters of power cable for bridges I, and K, load R

лl

мm

эквивалентна  сопротивлению моста со стороны диагонали питани .equivalent to the resistance of the bridge from the side of the power diagonal.

Определ ют величины питающих напр жений tlj. (напр жение питани  моста) и и ,,„ (активна  составл юща R.,cos 2The magnitudes of the supply voltages tlj are determined. (power supply voltage of the bridge) and &, „(active component R., cos 2

иand

1U 1U

- R.- R.

RMRM

и. и, - (и,„and. and, - (and, „

, где и, - напр жение питани  несуще where and - the supply voltage is

частоты;frequencies;

( arctgtoL/CR + R). Отсюда наход т коэффициент передачи устройства(arctgtoL / CR + R). Hence, the device transmission coefficient is found.

1 + К1 + K

R -i-E- R cos itR -i-E- R cos it

Полученное выражение позвол ет определить изменение И в зависимости от изменени  индуктивности и активного сопротивлени  кабел  или внесенного сопротивлени  ключей коммутатора датчиков от сопротивлени  измерительных мостов и коэффициента обратной св зи К. Например, при R , 25 Ом, R д 10 Ом и cos uf 0,5 известный способ дает 1 д,,.,/Г, 0,9 на несуп1ей частоте 20 кГц и неустойчивую работу цепей питани  измерительного моста, а npeAjiaraebn-ii : способ обеспечивает высокую устойчивость и дает и,The resulting expression allows you to determine the change in AND depending on the change in inductance and cable resistance or the resistance of the switches of the sensor switches from the measuring bridges and feedback coefficient K. For example, with R, 25 Ohms, R d 10 Ohms and cos uf 0, 5, the known method gives 1 d ,,., / Г, 0.9 at an unbalanced frequency of 20 kHz and the unstable operation of the power supply circuits of the measuring bridge, and npeAjiaraebn-ii: the method provides high stability and gives and

0,956 при0.956 with

и ма/Т . 77 приand ma / t. 77 at

к, 100k, 100

Г.- 200, Из этого видно, что реализаци  способа существенно умень- иает зависимость активной составл ющей напр жени  питани  несущей частоты от параметров кабелей и сопротивлени  измерительных мостов Это означает увеличение стаби-тьио- сти и точности преобразовани . При этом дополнительно ре шизуетс  высока  устойчивость цепей питани  дл  широкого диапазона длины кабелей ,G.- 200. This shows that the implementation of the method significantly reduces the dependence of the active component of the carrier voltage on the parameters of the cables and the resistance of the measuring bridges. This means an increase in stability and accuracy of conversion. This further improves the high stability of the power supply for a wide range of cable lengths,

Claims (1)

Формула изобретениInvention Formula 1 , Способ Преобразовани  неэлектрической величины в электрический сигнал, заключающийс  в том, что подают напр жение несущей частоты на диагонапь питани  тензометричес 1, a method for converting a non-electric quantity into an electrical signal, comprising supplying a voltage of the carrier frequency to a power supply diagonal of a strain gauge )  ) кого моста и измер ют напр жение разбаланса на измерительной диагонали тензометрического моста, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , выдел ют активную составл ющую напр жени  Несущей частоты на диагонали питани  тензометрического моста, Q выпр мл ют напр жени  несущей часто: ты и выделенной активной составл ющей, определ ют разность вьтр мленных напр жений несущей частоты и активной составл ющей, суммируют напр J5 жени  частоты и напр жение, пропорциональное разности выпр млен ных напр жений, и подают на диагональ питани  тензометрического моста.which bridge and measure the voltage unbalance on the measuring diagonal of the strain gauge bridge, characterized in that, in order to improve the accuracy of the measurement, the active component of the Carrier voltage is distinguished on the diagonal of the power of the strain gauge bridge; and the selected active component, determine the difference of the intermediate voltage of the carrier frequency and the active component, summarize the voltage J5 and the voltage proportional to the difference of the rectified voltage, and apply to iagonal power bridge strain gauge. 00 5five 00 2, Преобразователь неэлектрической величины в электрический сигнал, содержащий тензометрический мост, измерительна  диагональ которвго соединена с входом измерительного усилител , а питающа  диагональ - с выходами соответствующих усилителей питани  и с входами соответствующих повторителей напр жени , задающий генератор, первый выход которого соединен с общей юиной, и генератор управл югцих сигналов, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью повы- шен   точности измерений, в чего ВБед 1 1Ы два компенсирующих блока, каждый из которых содержит ключевой элемент, первый вход которого через резистор соединен с первым ЕХОДОМ компенсируюп|,его блока, второй вход ключевого э;к меита через резистор соедг. - ai с вторым входом компенсирующего блока, управл ющий вход ключ - вого элемента соединен с третьим входом компенсир то1цего блока, а выход ключенот-о элемента соединен с Первым вхо;;о11 интегратора, второй вход которого соединен с общей ши - ной, состо щего из операционного усилител  с емкоетлой обратной сл - зью, при этом выход интегратора сое- 0 динеп г первы входом неремножител , второг вхол которого соединен с вторым входом компенсирующего блока, с которым также соединен первый вход сумматора, второй вход которого соединен с выходом перемножител , а выход .jTOpa соединен с выходом компенсирующего блока, первый вход которого соединен с выходом соответствующего повторител  напр жени ,.2, A converter of non-electric magnitude into an electrical signal containing a strain gauge bridge, measuring diagonal is connected to the input of the measuring amplifier, and supplying diagonal is connected to the outputs of the corresponding power amplifiers and to the inputs of the corresponding voltage repeaters, which drive the generator, the first output of which is connected to the common voltage, and a generator of control signals, which is also distinguished by the fact that, in order to improve the measurement accuracy, in which VBed 1 1Y are two compensating units, each of which contains cells chevoy element, the first input of which is connected via a resistor to a first EHODOM kompensiruyup |, its block, the second input key e; to meita through resistor soedg. - ai with the second input of the compensating unit, the control input of the key element is connected to the third input of the compensating unit, and the output of the key element is connected to the First input ;; о11 of the integrator, the second input of which is connected to the common bus consisting from the operational amplifier with a capacitive feedback, the output of the integrator is 0 dinep r the first input of the non-multiplier, the second penetration of which is connected to the second input of the compensating unit, to which the first input of the adder is also connected, the second input of which is connected to the output of the alternator and the output .jTOpa is connected to the output of the compensating unit, the first input of which is connected to the output of the corresponding voltage repeater,. 5five 00 5five 5five второй вход - с соответствующим соединен с одним нз выходов задающе- выходом задающего генератора, третий го генератора, а выход компенсирую- вход соединен с выходом генератора (его блока соединен с входом соотуправл ющих импульсов, вход которого ветствующего усилител  питани .the second input is connected with the corresponding one to one of the outputs of the master oscillator, the third generator, and the compensating output is connected to the generator output (its unit is connected to the input of the corresponding control pulses, the input of which is the corresponding power amplifier). ii Фм.1 Вы}(одFm.1 you} (od Фиг.22
SU874238521A 1987-04-30 1987-04-30 Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal SU1524004A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874238521A SU1524004A1 (en) 1987-04-30 1987-04-30 Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874238521A SU1524004A1 (en) 1987-04-30 1987-04-30 Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1524004A1 true SU1524004A1 (en) 1989-11-23

Family

ID=21301709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874238521A SU1524004A1 (en) 1987-04-30 1987-04-30 Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1524004A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Хорна О. Тензометрические мосты. М-Л.: ТЭИ, 1962, с. 170. Messtechnische bri ef е, Ig 12, 1976, Heft 1, S. 5-9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4360879A (en) Power measuring device
US4264861A (en) Electronic ampere-hour meter
US4131847A (en) Device for measuring active and/or reactive component of AC current or AC power
SU1524004A1 (en) Method of converting nonelectric quantity to electric signal and converter of nonelectric quantity to electric signal
JPS58500457A (en) Time division multiplying converter with selective phase shift
US4399547A (en) Receiver of pulsed phase modulated signals
SU985877A1 (en) Compensator for current transformer error
SU119627A1 (en) A device for geophysical measurements in boreholes simultaneously of several parameters
SU980277A1 (en) Converter of unbalance of differential sensors into time interval
SU798880A1 (en) Four-square multiplying device
JPS6142239Y2 (en)
JPH049581Y2 (en)
JPH0419471Y2 (en)
SU1215038A1 (en) Apparatus for measuring amplitude of alternating current voltage
RU2029965C1 (en) Capacitive sensor dielectric loss measuring device
SU1192171A1 (en) Method of automatic control of electrical conditions of three-phase ore-smelting electric furnace
SU1113664A1 (en) Strain-gauge device for static measurements
SU1308937A1 (en) Device for measuring the winding resistance of a.c.electric equipment
SU1262425A1 (en) Device for locating faults of bars in induction motor squirrel-cage rotor
SU1174841A1 (en) Device for measuring electrical conductivity of non-magnetic material
JPS6488144A (en) Humidity measuring instrument
SU1273845A1 (en) Method of measuring intensity of electric field
SU1550592A1 (en) Method of dynamic compensation for non-active components of power
SU1215039A1 (en) Apparatus for measuring power ratio
SU1578513A1 (en) Device for measuring temperature