SU1663456A1

SU1663456A1 - Strain gauge

Info

Publication number: SU1663456A1
Application number: SU884447067A
Authority: SU
Inventors: Николай Семенович Калашников; Андрей Валерьевич Смирнов; Семен Николаевич Журавлев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2156
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени усилий с использованием тензорезисторных датчиков. Целью изобретени вл етс повышение точности линейности. Тензопреобразователь включает тензомост 1, содержащий два активных 2 и 3 и два компенсационных 4 и 5 тензорезистора и регулируемый стабилизатор 8 напр жени , управл ющий вход которого подключен параллельно компенсационному тензорезистору 4. При работе тензопреобразовател поддерживаетс неизменным падение напр жени на компенсационном тензорезисторе 4 при воздействии механической нагрузки на тензомост 1, чем обеспечиваетс линейна зависимость выходного напр жени тензомоста 1 от относительного изменени сопротивлени активных тензорезисторов 2 и 3. 2 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure forces using strain gauge sensors. The aim of the invention is to improve the accuracy of linearity. The strain gauge includes a strain gauge 1, which contains two active 2 and 3 and two compensatory 4 and 5 strain gauges and an adjustable voltage regulator 8, the control input of which is connected in parallel to the compensatory strain gauge 4. When the strain gauge operates, the voltage drop of the compensator strain gauge 4 remains constant when exposed load on strain gauge 1, which ensures a linear dependence of the output voltage of strain gauge 1 on the relative change in resistance of the active tensors resistors 2 and 3. 2-yl.

Description

сл Сsl C

сь оsmiling about

WW

Јь сл аЈ and cl

фиг 1fig 1

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени усилий с использованием тензо- резисторных датчиков.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure forces using strain resistance sensors.

Цель изобретени - повышение точности за счет улучшени линейности коэффициента передачи тензомоста.The purpose of the invention is to improve accuracy by improving the linearity of the transfer ratio of the strain gauge.

На фиг. 1 представлена функциональна схема тензопреобразовател ; на фиг. 2- его принципиальна электрическа схема.FIG. 1 shows a functional diagram of the strain gauge; in fig. 2- its basic electrical circuit.

Тензопреобразователь включает тензо- мост 1, содержащий два активных 2 и 3 и два компенсационных 4 и 5 тензорезистора, выход электрической сети 6,блок 7 питани , регулируемый стабилизатор 8 напр жени , выводы 9 и 10 питающей диагонали тензомоста , выходные выводы 11 и 12 тензомоста , управл ющий вход 13 стабилизатора 8. На фиг. 2 стабилизатор 8 напр жени состоит из источника опорного напр жени на стабилитроне 14 и резисторах 15 и 16, резисторе 17, усилителе на микросхеме 18, защитном резисторе 19 и транзисторах 20- 23, резисторах 24-26, дополнительных стабилитронах 27-30, резисторе 31, конденсаторе фильтра 32 и диодном мосте 33, на выходные выводы 34 и 35 диодного моста 32 подаетс переменное напр жение от электрической сети 6 через понижающий трансформатор (на схеме не показан), вход щий в блок 7 питани .The strain gauge includes a strain gauge 1 containing two active 2 and 3 and two compensating 4 and 5 strain gauges, an output of the electrical network 6, a power supply unit 7, an adjustable voltage regulator 8, pins 9 and 10 of the supply diagonal bridge, output pins 11 and 12 of the strain gauge , the control input 13 of the stabilizer 8. In FIG. 2, voltage regulator 8 consists of a voltage source on Zener diode 14 and resistors 15 and 16, resistor 17, amplifier on chip 18, protective resistor 19 and transistors 20-23, resistors 24-26, additional zener diodes 27-30, resistor 31 The filter capacitor 32 and the diode bridge 33, to the output terminals 34 and 35 of the diode bridge 32 are supplied with alternating voltage from the electrical network 6 through a step-down transformer (not shown) included in the power supply unit 7.

Тензопреобразователь работает следующим образом.Tension converter works as follows.

При подаче электропитани от электрической сети 6 на тензомост 1 через блок 7 питани и стабилизатор 8 напр жени подаетс напр жение питани (на входы 9 и 10 питающей диагонали моста 1) и на тензомост 1 не воздействует, так как нагрузка, то есть разность потенциалов между выводами 11 и 12 равны нулю, Резисторы 4, 2 моста 1 в стабилизаторе напр жени используютс в качестве резисторного делител напр жени , вывод 11 вл етс средним выводом этого делител напр жени . Напр жение на среднем выводе 13 сравниваетс с опорным напр жением стабилитрона 14 и отрабатываетс стабилизатором 8, т.е. любыеWhen power is supplied from the electrical network 6 to the strain gauge 1 through the power supply unit 7 and the voltage regulator 8, the power supply voltage is applied (to inputs 9 and 10 of the supply diagonal of the bridge 1) and the strain gauge 1 does not act, since the load, i.e. the potential difference between pins 11 and 12 are zero; Resistors 4, 2 of bridge 1 in a voltage regulator are used as a resistor voltage divider, pin 11 is the middle output of this voltage divider. The voltage on the middle pin 13 is compared with the reference voltage of the Zener diode 14 and is processed by the stabilizer 8, i.e. any

незначительные изменени потенциала вывода 13 усиливаютс микросхемой 18 и отрабатываютс таким образом, чтобы потенциал точки 13 не измен лс . Дл insignificant changes in the potential of pin 13 are amplified by chip 18 and are processed in such a way that the potential of point 13 does not change. For

уменьшени вли ни изменени питающих напр жений стабилизатор 8 включает всеб стабилизатор на транзисторе 23 и стабилитронах 30, 27, 28, 29, а транзистор 20 защищает стабилизатор 8 от больших токовreducing the effect of changing supply voltages, the stabilizer 8 turns on the stabilizer on the transistor 23 and the zener diodes 30, 27, 28, 29, and the transistor 20 protects the stabilizer 8 from large currents

нагрузки. Регулирующий элемент выполнен на составном транзисторе 21 и 22.load. The regulatory element is made on the composite transistor 21 and 22.

Таким образом, при стабилизации напр жени на компенсационном резисторе 4 имеетс при отсутствии механической нагрузки выходное напр жение тензомостаThus, when the voltage is stabilized on the compensation resistor 4, in the absence of mechanical load, the output voltage of the strain gauge

UBBIX -UBBIX -

U R U R 2 R 2 RU R U R 2 R 2 R

0. 0

где U - напр жение стабилизатора питани ; R- величина резисторов моста датчика.where U is the voltage of the power supply stabilizer; R is the value of the sensor bridge resistors.

Ток через резисторы равен тгн The current through the resistors is tgn

JL КJl k

При воздействии нагрузки активные тен- зорезисторы увеличиваютс на Дг , в этом случае выходной сигнал равен:Under the influence of the load, the active resistors increase by Dg, in which case the output signal is equal to:

Увых -Wow -

U (R , д . UR иДг 2l iR+Ar) 2 R-TTT5U (R, d. UR and Dg 2l iR + Ar) 2 R-TTT5

00

5five

Claims

Therefore, this strain gauge provides a linear dependence of the output voltage on the relative change in the resistance of the active strain gauge resistors under load. Invention A strain gauge comprising four strain gauges included in the shoulders of a bridge, a power source connected to the diagonal of the power bridge through a voltage regulator whose control input is connected in parallel to one of the strain gauges, characterized in that, in order to improve the accuracy of linearity, called a strain gauge and The strain gages included in the opposite shoulder of the strain gauge are compensatory.

//

(flu. 2