UA11599U - Strain gage device - Google Patents
Strain gage device Download PDFInfo
- Publication number
- UA11599U UA11599U UA20041210369U UA20041210369U UA11599U UA 11599 U UA11599 U UA 11599U UA 20041210369 U UA20041210369 U UA 20041210369U UA 20041210369 U UA20041210369 U UA 20041210369U UA 11599 U UA11599 U UA 11599U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- bridge
- switching circuit
- output
- strain gauge
- input
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель належить до техніки вимірювання механічних величин і може бути використаний для 2 вимірювання маси, сили, тиску, деформації та крутого моменту в різних галузях промисловості.The utility model belongs to the technique of measuring mechanical quantities and can be used for 2 measurement of mass, force, pressure, deformation and torque in various industries.
Найбільш близьким до запропонованого є тензометричний пристрій, який складається з послідовно з'єднаних першого тензомоста і підсилювача, першого джерела живлення, з'єднаного з діагоналлю живлення першого тензомоста, послідовно з'єднаних другого тензомосту, схеми перемикання, другого підсилювача .контактора" аналого-дифрового перетворювача і блоку обробки даних, а також другого джерела живлення та блоку 70 еталонної напруги. (А.с. Мо1814365, 50187/16).The closest to the proposed one is the strain gauge device, which consists of a series-connected first strain gauge and an amplifier, a first power source connected to the diagonal power supply of the first strain gauge, a series-connected second strain gauge, a switching circuit, a second amplifier, a "contactor" analog- differential converter and data processing unit, as well as the second power source and reference voltage unit 70. (A.s. Mo1814365, 50187/16).
Недоліками пристрою е його складність, обумовлена застосуванням додаткового вимірювального каналу та необхідністю контролю його працездатності, та неможливість окремого контролю працездатності тензомоста основного вимірювального каналу.The disadvantages of the device are its complexity, due to the use of an additional measuring channel and the need to control its performance, and the impossibility of separate control of the performance of the tension bridge of the main measuring channel.
В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення пристрою-прототипу зі збереженням необхідної 12 достовірності вимірювань та реалізації окремого контролю працездатності тензомоста.The useful model is based on the task of simplifying the prototype device while maintaining the necessary 12 reliability of measurements and implementing a separate control of the tension bridge's performance.
Для досягнення визначеної мети пропонується тензометричний пристрій, що являє собою тензоміст, схему перемикання, підсилювач, аналого-дифровий перетворювач, блок обробки даних і джерело живлення, і в якому, згідно з корисною моделлю, до джерела живлення паралельно діагоналі живлення тензомоста підключений зразковий напівміст, вихід котрого з'єднаний з першим входом схеми перемикання, до другого та третього входу якої підключена вимірювальна діагональ тензомоста.To achieve the specified goal, a strain gauge device is proposed, which is a strain gauge, a switching circuit, an amplifier, an analog-to-digital converter, a data processing unit and a power supply, and in which, according to a useful model, an exemplary half-bridge is connected to the power supply parallel to the supply diagonal of the strain gauge, the output of which is connected to the first input of the switching circuit, to the second and third inputs of which the measuring diagonal of the strain gauge is connected.
Використання зразкового напівмоста дозволяє досягти значного спрощення схеми у порівнянні з пристроєм-прототипом і реалізувати окремий контроль працездатності тензомоста.The use of an exemplary half-bridge makes it possible to achieve a significant simplification of the scheme in comparison with the prototype device and to implement a separate control of the performance of the tension bridge.
На фіг.1 зображено структурну схему тензометричного пристрою.Figure 1 shows the structural diagram of the strain gauge device.
На фіг.2 зображено приклад реалізації схеми перемикання. 29 Тензометричний пристрій складається з тензомоста 1, який побудовано на чотирьох тензорезисторах, -о наклеєних на чутливий елемент або об'єкт дослідження. Діагональ живлення тензомоста з'єднана з виходом джерела живлення 2, до якого також підключений зразковий напівміст З, котрий складається з прецизійних резисторів 4 та 5 і змінного резистора 6. Вихід зразкового напівмоста з'єднаний з першим входом схеми перемикання 7, до другого та третього входів котрої підключена вимірювальна діагональ тензомоста 1. Вихід Ме. схеми перемикання підключений до входу підсилювача 8, вихід якого з'єднаний зі входом аналого-дифрового Ге»! перетворювача 9. Вихід аналого-дифрового перетворювача підключений до входу блоку обробки даних 10, керуючий вихід якого підключений до керуючого входу схеми перемикання 7. оFig. 2 shows an example of the implementation of the switching scheme. 29 The tensometric device consists of a strain bridge 1, which is built on four tensor resistors glued to a sensitive element or research object. The power supply diagonal of the strain bridge is connected to the output of the power source 2, to which an exemplary half-bridge C is also connected, which consists of precision resistors 4 and 5 and a variable resistor 6. The output of the exemplary half-bridge is connected to the first input of the switching circuit 7, to the second and third inputs to which the measuring diagonal of the tension bridge is connected 1. Output Me. of the switching circuit is connected to the input of the amplifier 8, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital Ge»! converter 9. The output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the data processing unit 10, the control output of which is connected to the control input of the switching circuit 7.
Схема перемикання 7 складається з електронних ключів з нормально-розімкненими контактами 11,12та13і «- електронних ключів з нормально-замкненими контактами 14 та 15. Вхід та вихід ключа 11 підключені до другого 32 та третього входів схеми перемикання. Входи ключів 12, 13 з'єднані та підключені до першого входу схеми - перемикання, вхід ключа 14 з'єднаний з входом ключа 11, вхід ключа 15 з'єднаний з виходом ключа 11. Виходи ключів 12, 14 та 13, 15 попарно з'єднані між собою і підключені до виходів схеми перемикання. Керуючі входи ключів 11-15 підключені до керуючого входу схеми перемикання, причому керуючі входи ключів 12, 14 та 13, 15 « попарно з'єднані між собою. ЗThe switching circuit 7 consists of electronic keys with normally open contacts 11, 12 and 13, and electronic keys with normally closed contacts 14 and 15. The input and output of the key 11 are connected to the second 32 and third inputs of the switching circuit. The inputs of the keys 12, 13 are connected and connected to the first input of the circuit - switching, the input of the key 14 is connected to the input of the key 11, the input of the key 15 is connected to the output of the key 11. The outputs of the keys 12, 14 and 13, 15 are paired with interconnected and connected to the outputs of the switching circuit. The control inputs of keys 11-15 are connected to the control input of the switching circuit, and the control inputs of keys 12, 14 and 13, 15 are connected in pairs. WITH
Пристрій працює наступним чином. Тензоміст 1 перетворює механічну величину, що вимірюється, в с електричний сигнал. Напруга на вимірювальній діагоналі тензомоста дорівнює: ;з» Мих - Мне щ- ' де Пн - ВИХідна напруга джерела живлення 2; - що АР - зміна опору тезорезисторів тензомоста під дією механічної величини, що вимірюється; - К - номінальний опір тензорезисторів тензомоста.The device works as follows. Strain gauge 1 converts the measured mechanical value into an electrical signal. The voltage on the measuring diagonal of the tension bridge is equal to: ;з» Mykh - Мне щ- ' where Пн - OUTPUT voltage of power source 2; - that AR is the change in the resistance of the strain gauge resistors under the influence of the measured mechanical quantity; - K - the nominal resistance of the tensor resistors of the tension bridge.
Вимірювальна діагональ тензомоста разом з виходом зразкового напівмоста З підключена до схеми (9) перемикання 7, за допомогою якої реалізуються різні комбінації їх включення з метою контролю працездатності с 50 тензомоста. Вихідний сигнал схеми перемикання підсилюється підсилювачем 8 і подається на аналого-цифровий перетворювач 9, де перетворюється у цифровий код, котрий подається на вхід блоку обробки іЧе) даних 10. Блок обробки даних виконує обробку вимірювальної інформації, формує вихідний цифровий код пристрою, а також управляє роботою схеми перемикання 7 шляхом подачі на її управляючий вхід трьохрозрядного двійкового коду і робить висновок про працездатність тензомоста 1. Під час роботи пристрою використовуються такі стани схеми перемикання: 1. На управляючі входи всіх ключів подано "логічний 0". В цьому разі до виходу схеми перемикання 7 с підключена вимірювальна діагональ тензомоста 1, і напруга на виході схеми перемикання дорівнює п, .- 2. На управляючі входи ключів 12 та 14 подано "логічну 1", на управляючі входи інших ключів - "логічний 0". В цьому разі один з напівмостів тензомоста 1 заміщений зразковим тензомостом 3, і на виході схеми 60 перемикання - додаткова напруга З". 3. На управляючі входи ключів 13 та 15 подано "логічну 1", на управляючі входи інших ключів - "логічний 0". В цьому разі другий напівміст тензомоста 1 заміщений зразковим тензомостом 3, і на виході схеми перемикання - додаткова напруга Ш". де Для працездатного тензомоста абсолютні значення додаткових напруг дорівнюють одне одному:The measuring diagonal of the tension bridge together with the output of the exemplary half-bridge Z is connected to circuit (9) of switching 7, which implements various combinations of their inclusion in order to control the performance of the tension bridge with 50. The output signal of the switching circuit is amplified by the amplifier 8 and fed to the analog-to-digital converter 9, where it is converted into a digital code, which is fed to the input of the data processing unit 10. The data processing unit processes measurement information, forms the output digital code of the device, and also controls the operation of the switching circuit 7 by applying a three-bit binary code to its control input and concludes about the operability of the tension bridge 1. During the operation of the device, the following states of the switching circuit are used: 1. "logic 0" is applied to the control inputs of all keys. In this case, the measuring diagonal of the strain gauge 1 is connected to the output of the switching circuit 7 s, and the voltage at the output of the switching circuit is equal to n, .- 2. The control inputs of keys 12 and 14 are supplied with a "logical 1", the control inputs of the other keys are supplied with a "logical 0 ". In this case, one of the half-bridges of the tension bridge 1 is replaced by an exemplary tension bridge 3, and at the output of the switching circuit 60 there is an additional voltage З". 3. A "logical 1" is applied to the control inputs of keys 13 and 15, and a "logical 0" to the control inputs of the other keys. In this case, the second half-bridge of tension bridge 1 is replaced by an exemplary tension bridge 3, and at the output of the switching circuit there is an additional voltage Ш". where For an operational tension bridge, the absolute values of the additional stresses are equal to each other:
Ч-- ЧІ Ак - І виж тЧ-- ЧИ Ak - I see t
РТ НМА жив зRT NMA lived with
Проте, в наслідку відхилення початкового опору та чутливості тензорезисторів від номінальних значень, а 2 також часового та температурного дрейфу цих параметрів, абсолютне значення різниці л додаткових напруг може складати 0,05Ївих.However, as a result of the deviation of the initial resistance and sensitivity of tensor resistors from the nominal values, as well as the time and temperature drift of these parameters, the absolute value of the difference l of additional voltages can be 0.05V.
Можливими відказами тензомоста є - обрив з'єднувальних провідників; - руйнування тензорезистора; 70 - відшарування тензорезистора від чутливого елементу або об'єкту дослідження.Possible failures of the tension bridge are - a break in the connecting conductors; - destruction of the strain gauge; 70 - detachment of the tensor resistor from the sensitive element or research object.
Два перших відкази легко ідентифікуються, тому що вихідна напруга тензомоста в такому випадку виходить за межі можливих під час нормальної роботи значень. Відшарування тензорезистора, що призводить до повної або часткової втрати ним чутливості, неможливо визначити, не подаючи на вхід пристрою зразкове значення величини, що вимірюється. т При повній втраті чутливості одним з тензорезисторів напруга на вимірювальній діагоналі тензомоста дорівнює м -ц ЗАКО.The first two failures are easily identified, because the output voltage of the tension bridge in this case exceeds the limits of possible values during normal operation. Exfoliation of the tensor resistor, which leads to a complete or partial loss of its sensitivity, cannot be determined without applying a sample value of the measured value to the input of the device. t With a complete loss of sensitivity of one of the tension resistors, the voltage on the measuring diagonal of the tension bridge is equal to m -t ZAKO.
ЕМИЖ 7 У ЖИЕ ааEMYZH 7 U ZIE aa
Значення додаткових напруг в цьому випадку складають ' АН,The values of the additional voltages in this case are 'AN,
ІШї- Мт З іш - АК . 4-2 -ИШи - Mt Z иш - AK . 4-2 -
Абсолютне значення різниці між ними дорівнюєThe absolute value of the difference between them is equal
М - МА. зва в т нихM - MA. zva in t them
АКАAKA
(22)(22)
Контроль працездатності тензомоста здійснюється наступним чином. Під час градуювання пристрою балансується зразковий напівміст. Для цього на управляючі входи електронних ключів 11, 12 та 14 подається іа "логічна 1", тобто на виході схеми перемикання - додаткова напруга У, а вимірювальну діагональ тензомоста 1 ю закорочено. Регулюючи змінний резистор 6, досягають нульового значення М". Номінальні опори прецизійних резисторів 4, 5 та змінного резистора 6 мають бути підібрані таким чином, щоб - к4-к5нО,5Кв, «- кб-0,02ка4.The control of the working capacity of the tension bridge is carried out as follows. During device calibration, a sample half-bridge is balanced. For this purpose, the control inputs of the electronic keys 11, 12 and 14 are supplied with a "logical 1", i.e., at the output of the switching circuit - an additional voltage U, and the measuring diagonal of the tension bridge 1 is shortened. By adjusting the variable resistor 6, the zero value of M is reached". The nominal resistances of the precision resistors 4, 5 and the variable resistor 6 should be selected in such a way that - k4-k5nO.5Kv, "- kb-0.02ka4.
Під час роботи пристрою блок обробки даних 10 періодично здійснює контроль працездатності тензомоста, змінюючи стан схеми перемикання 7 таким чином, що на її виході мають місце додаткові напруги У та 0". Після підсилення та аналого-дифрового перетворення додаткових напруг блок обробки даних 10 обчислює цифровий «During the operation of the device, the data processing unit 10 periodically monitors the operability of the tension bridge, changing the state of the switching circuit 7 in such a way that at its output there are additional voltages В and 0". After amplification and analog-to-digital conversion of the additional voltages, the data processing unit 10 calculates a digital "
Код, що відповідає різниці абсолютних значень додаткових напруг. Якщо отриманий код перевищує допустиме с значення, що відповідає |д|- 005 хто блок обробки даних приймає рішення про відшарування "» тензорезистора і видає відповідний сигнал. Перевагами представленого пристрою у порівнянні з аналогами є: " - значне спрощення схеми; - можливість окремого контролю працездатності тензомоста.The code corresponding to the difference in the absolute values of the additional voltages. If the received code exceeds the permissible c value, which corresponds to |d|- 005, the data processing unit makes a decision to peel off the tensor "» and issues the corresponding signal. The advantages of the presented device compared to analogues are: "- significant simplification of the circuit; - the possibility of separate control of the working capacity of the tension bridge.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA20041210369U UA11599U (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Strain gage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA20041210369U UA11599U (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Strain gage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA11599U true UA11599U (en) | 2006-01-16 |
Family
ID=37454526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA20041210369U UA11599U (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Strain gage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA11599U (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536329C1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for dynamic deformation measurement |
-
2004
- 2004-12-16 UA UA20041210369U patent/UA11599U/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536329C1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for dynamic deformation measurement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013504250A (en) | Multiplexer for detecting and correcting leakage current | |
EP2273277B1 (en) | Internal self-check resistance bridge and method | |
CN110146201A (en) | A kind of transducing signal conditioning system and temperature-compensation method with temperature-compensating | |
US20120081125A1 (en) | Integrated MOSFET Current Sensing for Fuel-Gauging | |
Nagarajan et al. | An improved direct digital converter for bridge-connected resistive sensors | |
UA11599U (en) | Strain gage device | |
JP5253110B2 (en) | Measuring equipment | |
CN113155159B (en) | Bridge detector | |
Belozubov et al. | Metrological Self-Checking of Smart Sensors of Measurement and Control Systems | |
CN114236226B (en) | Voltage measuring circuit | |
RU2731033C1 (en) | Bridge-type pressure transducer | |
JP3381562B2 (en) | Potentiometer abnormality detector | |
US20220299386A1 (en) | Sensor Apparatus | |
CN211954363U (en) | Weighing system of strain type pressure sensor | |
RU2227277C2 (en) | Multirange pressure transducer | |
CN114812915B (en) | Pressure scanning valve circuit | |
SU1273739A1 (en) | Multichannel measuring system with correction device for measuring characteristics | |
RU172339U1 (en) | PRESSURE SENSOR ELECTRONIC UNIT | |
SU1330453A1 (en) | Digital strain-measuring device | |
SU892707A1 (en) | Multichannel resistance increment-to-time interval converter | |
JP3495179B2 (en) | Method for measuring characteristics of D / A converter and unit for measuring characteristics of D / A converter | |
SU1634779A1 (en) | Apparatus for measuring geophysical parameters in borehole | |
RU1812462C (en) | Device for measurements of pressure and temperature | |
SU1087786A1 (en) | Strain-gauge device | |
RU98264U1 (en) | MULTI-CHANNEL INFORMATION COLLECTION SYSTEM |