SU968593A1

SU968593A1 - Strain gauge device

Info

Publication number: SU968593A1
Application number: SU802932544A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Мирюк; Лев Михайлович Платонов; Юрий Леонович Полунов; Александр Петрович Товчигречко; Елена Михайловна Товчигречко
Original assignee: Предприятие П/Я А-7690
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1982-10-23

Description

(54) ТЕНЗОМБТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО(54) TENZOMBTRIC DEVICE

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к тензо|летрическим преобразовател м неэлектрических величин, и может быть использовано при создании аппаратуры, участвующей в длительных непрерывных экспериментах и работающей в услови х переменных температур.The invention relates to a measurement technique, in particular, to tensoletric converters of non-electric quantities, and can be used to create apparatus that participates in long continuous experiments and operates under variable temperature conditions.

Известно тензометрическое устройство , содержащее мостовой преобразователь , источник посто нного напр жени , включенный в диагональ питани преобразовател , и усилитель посто нного тока дифференциального типа СПОднако это устройство не обеспечивает высокой точности при работе в течение длительного времени вслед-, ствие наличи дрейфа нул усилител , а достижение полной температурной компенсации усилител также оказьшаетс неосуществимым.A strain gauge device containing a bridge converter, a constant voltage source included in the diagonal of the converter power supply, and a differential type direct current amplifier is known. However, this device does not provide high accuracy for long time operation due to the presence of a drift zero amplifier, and achieving full temperature compensation of the amplifier is also impracticable.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс тензометрическое устройство, содержащее мостовой тензометрический преобразователь, источник переменного тока пр моугольной формы, включенный в диагональ питани преобразовател , и последовательно соединенные усилитель на несущей частоте, фазочувствительный демодул тор к фильтр .The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a strain gauge device containing a bridge strain gauge transducer, a square-shaped alternating current source included in the diagonal of the converter power supply and a series-connected amplifier at the carrier frequency, a phase-sensitive demodulator to the filter.

с Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности преобразовани при длительных непрерывных измерени х в услови х переменных температур вследствие значитель Q ного временного и температурного дрейфа элементов схемы.However, the known device does not provide high accuracy of conversion with long continuous measurements under conditions of variable temperatures due to significant Q time and temperature drift of circuit elements.

Целью изобретени вл етс повышение точности в услови х длительных непрерывных измерений при переменных температурах.The aim of the invention is to improve the accuracy under conditions of continuous continuous measurements at variable temperatures.

15 Эта цель достигаетс тем, что в тензометрическом устройстве, содержащем мостовой тензометрический преобразователь, источник переменного тока пр моугольной формы,15. This goal is achieved by the fact that in a strain gauge device containing a bridge strain gauge transducer, a square-shaped AC source,

20 включенный в диагональ питани преобразовател , и последовательно соединенные усилитель нанесущей чаототе , фазочувствительный демодул тор и фильтр, оно снабжено модул тором выходного сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра, и резистором обратной св зи, включенным на выходе модул тора и соединенным одним концом с одной из шинThe 20 included in the diagonal of the converter power supply, and the amplifier connected in series with the overcurrent, phase sensitive demodulator and filter, it is equipped with an output signal modulator, whose input is connected to the output of the filter, and a feedback resistor connected at the output of the modulator and connected at one end to one of the tires

30 входа усилител , а другим - с одной30 input amplifier, and the other with one

из вершин измерительной диагонали преобразовател , а друга вер1;1ина. измерительной диагонали соединена с другой шиной входа усилител .from the vertices of the measuring diagonal of the transducer, and the friend ver1; 1in. the measuring diagonal is connected to another bus input amplifier.

На чертехсе представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит мостовой тензометрический преобразователь 1, источник 2 переменного тока пр моуголной формы, включенный в диагональ питани преобразовател 1, последовательно соединенные усилитель 3 на несущей частоте, фазочувствительный демодул тор 4 и фильтр 5, а также модул тор б выходного сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра 5, и резистор 7 обратной св зи, включенный на выходе модул тора б и соединенный одним концом с одной из шин входа усилител 3, а другим - с одной из вериин измерительной диагонали преобразовател 1, а друга вершина той же диагонали соединена с другой шиной входа усилител 3.The device contains a bridge strain gauge converter 1, an alternating-current source of a right-angled form, included in the diagonal of the power supply of the converter 1, a series-connected amplifier 3 at the carrier frequency, a phase-sensitive demodulator 4 and a filter 5, and an output signal modulator b whose input is connected to the output of the filter 5, and the feedback resistor 7, connected at the output of the modulator b and connected at one end to one of the input buses of amplifier 3, and to the other from one of the measuring diagonal of the converter 1, and another vertex of the same diagonal is connected to another bus input amplifier 3.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Мостовой тензометрический преобразователь 1 получает питание от источника 2, представл юс.;его собой сочетание стабилизированного источника посто нного напр жени с модул тором на выходе этого источника преобразующим стабилизированное напр жение в последовательность импульсов пр моугольной формы. Выходной сигнал, .снимаемый с измерительной диагонали преобразовател 1 и пропорциональный измер емому физическому параметру, складываетс с напр жением, выдел ющимс на резисторе 7 обратной св зи, и поступает на вход усилител 3. Усилитель 3 производит усиление сигнала на несущей частоте, равной частоте модул ции питающего напр жени .The bridge strain gauge 1 is powered by source 2, which is a combination of a stabilized constant voltage source with a modulator at the output of this source, which converts the stabilized voltage into a series of square pulses. The output signal, taken from the measuring diagonal of the converter 1 and proportional to the measured physical parameter, is added with the voltage generated on the feedback resistor 7 and is fed to the input of the amplifier 3. The amplifier 3 amplifies the signal at the carrier frequency equal to the frequency of the module supply voltage.

Выходное напр жение усилител 3 преобразуетс в выпр мленное напр жение демодул тора 4 и сглаживаетс фильтром 5, выполненным в виде активного фильтра, построенного на базе операционного усилител . Выходное напр жение с фильтра 5 передаётс на регистратор, не показанный на схеме, и одновременно поступает йа вход модул тора б. На выходе модул тора 6, гальванически разв занном от входа благодар применению трансформатора , формируетс напр жение отрицатель.ной обратной св зи, которое поступает на резистор 7 обратной св зи и выдел етс на нем в виде последовательности импульсовThe output voltage of amplifier 3 is converted to the rectified voltage of demodulator 4 and smoothed by filter 5, made in the form of an active filter built on the basis of an operational amplifier. The output voltage from filter 5 is transferred to the recorder, not shown in the diagram, and at the same time ya input of the modulator b. At the output of the modulator 6, galvanically disconnected from the input due to the use of a transformer, a negative feedback voltage is generated, which is fed to the feedback resistor 7 and separated on it as a sequence of pulses

пр моугольной формы, наход щихс в противофазё с выходным сигналом преобразовател 1. При достаточно большой глубине отрицательной обратной св зи нестабильность коэффициентаrectangular in antiphase with the output signal of converter 1. With a sufficiently large depth of negative feedback, the instability of the coefficient

преобразовани схемы, включающей усилитель 3, демодул тор 4 и фильтр 5, перестает: зависеть от свойств перечисленных элементов схемы, а зависит лишь от стабильности моду0 Л тора б и резистора 7 обратной св зи , котора может быть достигнута достаточно высокой. Что касаетс временного и температурного дрейфа усилител 3, модул тора 4 и фильтс ра 5, то он существенно снижаетс за счет охвата всего тракта преобразовани сигнала общей отрицательной обратной св зью.converting the circuit including amplifier 3, demodulator 4 and filter 5, ceases: to depend on the properties of the listed circuit elements, and only depends on the stability of the modulator B and the feedback resistor 7, which can be achieved sufficiently high. Regarding the temporal and temperature drift of the amplifier 3, the modulator 4 and the filter 5, it is significantly reduced by covering the entire signal conversion path with a total negative feedback.

Применение предлагаемого тензометрического устройства позвол ет повысить точность измерений при.проведении длительных непрерывных экспериментов в услови х переменных температур, что особенно важно при испытани х крупногабаритных объектов болыной сложности и стоимости, характерных дл современных отраслей техники.The use of the proposed strain gauge device makes it possible to increase the accuracy of measurements when conducting long-term continuous experiments under conditions of variable temperatures, which is especially important when testing large-sized objects of great complexity and cost characteristic of modern branches of technology.

Claims

1. USSR Author's Certificate It 442363,. G 01 B 7/16, 1972.

2. USSR author's certificate

No. 478179, cl. G 01 B 7/16, 1973 (prototype).