SU1717947A1

SU1717947A1 - Strain gauge

Info

Publication number: SU1717947A1
Application number: SU904789045A
Authority: SU
Inventors: Валентин Александрович Смелянский; Александр Давыдович Каневский
Original assignee: Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1992-03-07

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации твердых тел.The invention relates to measuring technique and can be used to measure the deformation of solids.

Известно тензометрическое устройство, содержащее тензомост, в измерительную диагональ которого включены последовательно соединенные дифференциальный усилитель, фазочувствительный детектор, фильтр и регистратор, генератор синусоидальных колебаний, включенный в диагональ питания тензомоста, а управляющий вход фазочувствительного детектора подключен к выходу генератора.A strain gauge device comprising a strain gage is known, the measuring diagonal of which includes a series-connected differential amplifier, a phase-sensitive detector, a filter and a registrar, a sine wave generator included in the power supply diagonal of the strain gage, and the control input of the phase-sensitive detector is connected to the output of the generator.

Недостатками известного тензометрического устройства являются невысокая точность измерений, обусловленная влиянием фазового сдвига между измеряемым сигналом и опорным сигналом генератора, а также влияние реактивных составляющих тензорезисторов.The disadvantages of the known strain gauge device are the low measurement accuracy due to the influence of the phase shift between the measured signal and the reference signal of the generator, as well as the influence of the reactive components of the strain gauges.

Наиболее близким к предлагаемому является тензометрическое устройство, содержащее генератор синусоидальных колебаний, соединенный с диагональю питания тензомоста, дифференциальный усилитель, соединенный с измерительной диагональю тензомоста, последовательно соединенные первый фильтр низких частот и регистратор.Closest to the proposed one is a strain gauge device containing a sinusoidal oscillation generator connected to a load bridge diagonal, a differential amplifier connected to a load bridge measuring diagonal, a first low-pass filter and a recorder connected in series.

Известное устройство не обеспечивает компенсацию реактивной составляющей сигнала, вносимой кабелем большой длины.The known device does not provide compensation for the reactive component of the signal introduced by a long cable.

Целью изобретения является повышение точности за счет компенсации реактивной составляющей сигнала.The aim of the invention is to improve accuracy by compensating for the reactive component of the signal.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of a device.

Тензометрическое устройство содержит тензомост 1, генератор 2 синусоидал ьных колебаний, соединенный с диагональю питания тензомоста 1, последовательно соединенные дифференциальный усилитель 3, синхронный детектор 4, первый фильтр 5 низких частот и регулятор 6, последовательно соединенные усилитель-ограничитель 7, фазочувствителъный детектор 8, второй фильтр 9 низкой частоты, усилитель 10 постоянного тока, развязывающую цепь 11, выполненную по схеме PC-цепи, управляющую цепь 12;выполненную по схеме варикапа, и блок 13 балансировки, фазовращатель 14, вход которого соединен с выходом генератора 2 синусоидальных колебаний, выход- с вторым входом фазочувствительного детектора 8, выход генератора 2 синусоидальных колебаний соединен с вторым входом синхронного детектора 4, а выход блока 13 балансировки соединен с измерительной диагональю тензомоста 1.The strain gauge device contains a strain gauge 1, a sinusoidal oscillation generator 2 connected to a power diagonal of the strain gauge bridge 1, a differential amplifier 3, a synchronous detector 4, a first low-pass filter 5 and a regulator 6 connected in series, a limiter amplifier 7, a phase-sensitive detector 8, and a second low-pass filter 9, DC amplifier 10, decoupling circuit 11, made according to the PC circuit, control circuit 12; made according to the varicap scheme, and balancing unit 13, phase shifter 14, the input of which is connected to the output of the sinusoidal oscillation generator 2, the output is from the second input of the phase-sensitive detector 8, the output of the sinusoidal oscillation generator 2 is connected to the second input of the synchronous detector 4, and the output of the balancing unit 13 is connected to the measuring diagonal of the strain gauge bridge 1.

Тензометрическое устройство работает следующим образом.Strain gauge device operates as follows.

Выходное напряжение тензомоста 1 усиливается дифференциальным усилителем 3 и подается на синхронный детектор 4, на управляющий вход которого подается синусоидальное напряжение с генератора 2. Синхронный детектор 4 выделяет огибающую сигнала тензомоста 1, которая очищается от высокочастотной составляющей, питающей тензомост 1, первым фильтром 5 нижних частот, и поступает на регистраторThe output voltage of the strain gage 1 is amplified by a differential amplifier 3 and fed to a synchronous detector 4, to the control input of which a sinusoidal voltage is supplied from the generator 2. The synchronous detector 4 extracts the envelope of the signal of the strain gage 1, which is cleaned of the high-frequency component supplying the strain gage 1, with the first low-pass filter 5 , and enters the registrar

6. С выхода дифференциального усилителя 3 сигнал поступает также на фазовый детектор 8 через усилитель-ограничитель 7, который обеспечивает подачу сигнала на фазовый детектор 8 постоянной амплитуды. На управляющий вход фазового детектора 8 подается через фазовращатель 14 синусоидальное напряжение с генератора 2; Этим достигается чувствительность фазового детектора 8 только к реактивной обставляющей. Далее сигнал разбаланса по реактивной составляющей с выхода фазового детектора 8 фильтруется вторым фильтром нижних частот и усиливается усилителем постоянного тока. Благодаря развязывающей цепи 11 с выхода усилителя 10 постоянного тока на управляющую цепь 12 поступают только низкочастотные составляющие сигнала, которые изменяют емкость варикапа. Он выдает корректирующий сигнал на блок 13 балансировки измерительной диагонали теизомоста 1. который подстраивается по реактивной составляющей.6. From the output of the differential amplifier 3, the signal also enters the phase detector 8 through the amplifier-limiter 7, which provides a signal to the phase detector 8 of constant amplitude. At the control input of the phase detector 8 is supplied through the phase shifter 14 a sinusoidal voltage from the generator 2; This achieves the sensitivity of the phase detector 8 only to the reactive surroundings. Next, the imbalance signal in the reactive component from the output of the phase detector 8 is filtered by a second low-pass filter and amplified by a DC amplifier. Due to the decoupling circuit 11 from the output of the DC amplifier 10, only the low-frequency components of the signal that change the capacitance of the varicap arrive at the control circuit 12. It provides a correction signal to the balancing unit 13 of the measuring diagonal of the theisostom 1. which is adjusted according to the reactive component.

Таким образом, выходное напряжение тензометрического устройства не зависит от фазового сдвига, вносимого при изменении величины реактивной составляющей его элементов.Thus, the output voltage of the strain gauge device does not depend on the phase shift introduced by changing the magnitude of the reactive component of its elements.

Claims

Claim

1. A strain gauge device containing a strain gage, a sinusoidal oscillation generator connected to a strain gage power diagonal, a differential amplifier connected to a strain gage measuring diagonal, a first low-pass filter and a recorder connected in series, and a phase-sensitive detector, characterized in that, in order to increase accuracy by compensating the reactive component of the signal, it is equipped with a synchronous detector, the first input of which is connected to the output of the differential amplifier, and the output with the input of the first low-pass filter, connected in series with the second low-pass filter, an amplifier

5 of a constant current, an isolation circuit, a control circuit and a balancing unit, an amplifier-limiter, the input of which is connected to the output of the differential amplifier, the output - with the input of a phase-sensitive detector. and a phase shifter, the input of which is connected to the output of the sinusoidal oscillator, the output - with the second input of the phase-sensitive detector. output of the sine wave generator 1717947 θ

oscillation is connected to the second input of the synchronous detector, and the output of the balancing unit is connected to the measuring diagonal of the tensor bridge.

5

2. The device according to claim 1, the clause is that the decoupling circuit is made according to the circuit of the RC circuit.

3. The device according to claim 1, the clause is that the control circuit is made 10 according to the varicap scheme.