UA122209U - DEVICE FOR DETERMINATION OF FORCE AND EVALUATION OF ERROR OF A TENSOMETRIC POWER SENSOR AT TANGENTIAL LOAD - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINATION OF FORCE AND EVALUATION OF ERROR OF A TENSOMETRIC POWER SENSOR AT TANGENTIAL LOAD Download PDFInfo
- Publication number
- UA122209U UA122209U UAU201707378U UAU201707378U UA122209U UA 122209 U UA122209 U UA 122209U UA U201707378 U UAU201707378 U UA U201707378U UA U201707378 U UAU201707378 U UA U201707378U UA 122209 U UA122209 U UA 122209U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- output
- measuring
- measuring bridge
- operational amplifier
- input
- Prior art date
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
Пристрій для визначення сили і оцінки похибки тензометричного силовимірювального датчика при тангенціальному навантаженні складається з гілок вимірювального мосту, що складаються з тензорезисторів. Додатково введено вимірювальні резистори в гілки вимірювального мосту, джерело стабільного струму для живлення вимірювального мосту тензодатчика, один вихід якого з'єднано з одним загальним з'єднанням гілок вимірювального мосту, а другий - з загальним з'єднанням вимірювальних резисторів, перший операційний підсилювач, один вхід якого з'єднано з середнім виводом однієї гілки вимірювального мосту, другий вхід - з середнім виводом іншої гілки вимірювального мосту, а вихід першого операційного підсилювача є першим виходом пристрою, другий операційний підсилювач, один вхід якого з'єднано з точкою з'єднання тензорезистора і вимірювального резистора однієї гілки вимірювального мосту, другий вхід - з точкою з'єднання тензорезистора і вимірювального резистора іншої гілки вимірювального мосту, а вихід другого операційного підсилювача є другим виходом пристрою, суматор, один вхід якого з'єднано з виходом першого операційного підсилювача, другий - з виходом другого операційного підсилювача, а вихід суматора є третім виходом пристрою.A device for determining the force and estimating the error of a strain gauge force sensor under tangential loading consists of branches of a measuring bridge consisting of strain gauges. Additionally introduced measuring resistors in the branches of the measuring bridge, a source of stable current to power the measuring bridge of the load cell, one output of which is connected to one common connection of branches of the measuring bridge, and the second to the common connection of measuring resistors, the first operational amplifier, one the input of which is connected to the average output of one branch of the measuring bridge, the second input to the average output of the other branch of the measuring bridge, and the output of the first operational amplifier is the first output of the device, the second a transient amplifier, one input of which is connected to the point of connection of the strain gauge and the measuring resistor of one branch of the measuring bridge, the second input to the point of connection of the strain gauge and the measuring resistor of the other branch of the measuring bridge, and the output of the second operational amplifier is the second output device, the adder whose one input is connected to the output of the first operational amplifier, the second input to the output of the second operational amplifier, and the output of the adder is the third output of the device.
Description
Корисна модель належить до галузі приладобудування і може бути використана в системах визначення ваги об'єкта і для оцінки похибки тензометричного силовимірювального датчика в умовах впливу тангенціального навантаження на силоприймальний елемент силовимірювального тензометричного датчика.The useful model belongs to the field of instrumentation and can be used in systems for determining the weight of an object and for estimating the error of a strain-gauge strain gauge under the influence of a tangential load on the force-receiving element of a force-measuring strain gauge.
Найближчим аналогом до запропонованої корисної моделі вибраний датчик, що використовується в системах виміру сили 11.The sensor used in force measurement systems 11 is selected as the closest analogue to the proposed useful model.
Недоліком такої системи є похибка вимірювання, обумовлена конструктивними особливостями силовимірювального тензометричного датчика (тензодатчика), яка обмежує відхилення кута прикладання сили до силоприймального елемента тензодатчика значенням 195. При перевищенні кута прикладання сили до силоприймального елемента тензодатчика сигнал на виході датчика містить похибки, що призводить до помилок вимірювання.The disadvantage of such a system is the measurement error due to the design features of the force-measuring strain gauge (strain gauge), which limits the deviation of the angle of application of force to the force-receiving element of the strain gauge to the value of 195. When the angle of application of force to the force-receiving element of the strain gauge is exceeded, the signal at the output of the sensor contains errors, which leads to errors measurement.
В основу корисної моделі поставлена задача розширення допустимого кута прикладання сили до силоприймального елемента тензодатчика з метою зменшення похибок вимірювання і отримати значення похибки, яка з'являється, при тангенціальному застосуванні сили до силоприймального елемента з метою її оцінки.The useful model is based on the task of expanding the permissible angle of force application to the force-receiving element of the strain gauge in order to reduce measurement errors and to obtain the value of the error that appears when the force is applied tangentially to the force-receiving element for the purpose of its evaluation.
Поставлена задача вирішується тим, що, відповідно корисної моделі, до складу пристрою додатково введено вимірювальні резистори в гілки вимірювального мосту, джерело стабільного струму для живлення вимірювального мосту тензодатчика, один вихід якого з'єднано з одним загальним з'єднанням гілок вимірювального мосту, а другий - з загальним з'єднанням вимірювальних резисторів, перший операційний підсилювач, один вхід якого з'єднано з середнім виводом однієї гілюи вимірювального мосту, другий вхід - з середнім виводом іншої гілки вимірювального мосту, а вихід першого операційного підсилювача є першим виходом пристрою, другий операційний підсилювач, один вхід якого з'єднано з точкою з'єднання тензорезистора і вимірювального резистора однієї гілюи вимірювального мосту, другий вхід - з точкою з'єднання тензорезистора і вимірювального резистора іншої гілки вимірювального мосту, а вихід другого операційного підсилювача є другим виходом пристрою, суматор, один вхід якого з'єднано з виходом першого операційного підсилювача, другий - з виходом другого операційного підсилювача, а вихід суматора є третім виходом пристрою.The task is solved by the fact that, according to the useful model, measuring resistors in the branches of the measuring bridge, a stable current source for powering the measuring bridge of the strain gauge, one output of which is connected to one common connection of the branches of the measuring bridge, and the other - with a common connection of measuring resistors, the first operational amplifier, one input of which is connected to the middle terminal of one hilua of the measuring bridge, the second input is connected to the middle terminal of another branch of the measuring bridge, and the output of the first operational amplifier is the first output of the device, the second operational amplifier, one input of which is connected to the connection point of the strain gauge and the measuring resistor of one branch of the measuring bridge, the second input is connected to the connection point of the strain gauge and the measuring resistor of the other branch of the measuring bridge, and the output of the second operational amplifier is the second output of the device, an adder , one input of which is connected to the output of the first of the operational amplifier, the second - with the output of the second operational amplifier, and the output of the adder is the third output of the device.
На схемі зображено пристрій, що заявляється.The diagram shows the claimed device.
Зо Пристрій складається з гілок вимірювального мосту, що складаються з тензорезисторів 2, 3, 4, 5 і вимірювальних резисторів 7 і 8 в гілках вимірювального мосту, джерела стабільного струму 1 для живлення вимірювального мосту тензодатчика, один вихід якого з'єднано з загальним з'єднанням тензорезисторів 2 і 4 гілок вимірювального мосту, а другий - із загальним з'єднанням вимірювальних резисторів 7 і 8, операційного підсилювача б, один вхід якого з'єднано із середнім виводом однієї гілии вимірювального мосту, другий вхід - з середнім виводом іншої гілки вимірювального мосту, а вихід операційного підсилювача є першим виходом пристрою, операційного підсилювача 9, один вхід якого з'єднано з точкою з'єднання тензорезистора З і вимірювального резистора 7 однієї гілки вимірювального мосту, другий вхід - з точкою з'єднання тензорезистора 5 і вимірювального резистора 8 іншої гілки вимірювального мосту, а вихід операційного підсилювача 9 є другим виходом пристрою, суматора 10, один вхід якого з'єднано із виходом операційного підсилювача б, другий - з виходом операційного підсилювача 9, а вихід суматора є третім виходом пристрою.The device consists of branches of the measuring bridge consisting of strain gauges 2, 3, 4, 5 and measuring resistors 7 and 8 in the branches of the measuring bridge, a source of stable current 1 for powering the measuring bridge of the strain gauge, one output of which is connected to the common connector connection of tensor resistors 2 and 4 of the branches of the measuring bridge, and the second - with the common connection of measuring resistors 7 and 8, operational amplifier b, one input of which is connected to the middle terminal of one branch of the measuring bridge, the second input - to the middle terminal of another branch of the measuring bridge bridge, and the output of the operational amplifier is the first output of the device, the operational amplifier 9, one input of which is connected to the point of connection of the strain gauge C and the measuring resistor 7 of one branch of the measuring bridge, the second input is connected to the point of connection of the strain gauge 5 and the measuring resistor 8 of another branch of the measuring bridge, and the output of the operational amplifier 9 is the second output of the device, the adder 10, one input of which is dnano with the output of the operational amplifier b, the second - with the output of the operational amplifier 9, and the output of the adder is the third output of the device.
Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.
Вимірювальний міст, що складається з двох гілок, одна з яких містить тензорезистори 2іЗі вимірювальний резистор 7, а друга - містить тензорезистори 4 і 5 і вимірювальний резистор 8, живиться стабільним струмом від джерела постійного струму 1. При впливі сили на силоприймальний елемент датчика відбувається деформація тензорезисторів датчика і вимірювальний міст розбалансується.The measuring bridge, consisting of two branches, one of which contains tensor resistors 2 and measuring resistor 7, and the second - contains tensor resistors 4 and 5 and measuring resistor 8, is fed with a stable current from a direct current source 1. When a force is applied to the force-receiving element of the sensor, deformation occurs tensor resistors of the sensor and the measuring bridge will be unbalanced.
У середніх виводах гілок вимірювального мосту між точками з'єднання тензорезисторів 2 і 3, 4 і 5, створюється різниця потенціалів, величина якої є функцією від величини струму, що протікає через гілки вимірювального мосту, прикладеної сили до силоприймального елемента датчика і передавального коефіцієнта тензорезисторів датчика. Операційний підсилювач 6 підсилює різницю потенціалів між точками з'єднання тензорезисторів 2 і 3, 4 ї 5 і посилене значення надходить на вихід вих.In the middle terminals of the branches of the measuring bridge between the connection points of strain gauges 2 and 3, 4 and 5, a potential difference is created, the value of which is a function of the amount of current flowing through the branches of the measuring bridge, the force applied to the load-receiving element of the sensor and the transmission coefficient of the strain gauges of the sensor . Operational amplifier 6 amplifies the potential difference between the connection points of tensor resistors 2 and 3, 4 and 5, and the amplified value is sent to the output of
У разі перевищення допустимого значення кута прикладання сили до силоприймального елементу датчика, тензорезистори деформуються нелінійно, що призводить до появи похибки вимірювання пох при живленні вимірювального мосту стабільною напругою.In the case of exceeding the permissible value of the angle of application of force to the force-receiving element of the sensor, tensor resistors are deformed non-linearly, which leads to the appearance of an error in measuring poh when feeding the measuring bridge with a stable voltage.
При живленні вимірювального мосту постійним струмом від джерела постійного струму 1 відбувається компенсація похибки пох, викликаної нелінійністю зміни опору тензорезисторів 2, З бо і 4, 5 гілок вимірювального мосту. Компенсація похибки Опох відбувається внаслідок зміни внутрішнього опору Нвн джерела постійного струму 1, пропорційно зміни опору тензорезисторів 2, З і 4, 5 гілок вимірювального мосту.When feeding the measuring bridge with direct current from the source of direct current 1, the compensation of the error caused by the non-linearity of the change in the resistance of tensor resistors 2, Z bo and 4, 5 branches of the measuring bridge takes place. The compensation of the error Opoh occurs as a result of a change in the internal resistance Nvn of the direct current source 1, in proportion to the change in the resistance of tensor resistors 2, 3 and 4, 5 branches of the measuring bridge.
При цьому відповідним чином змінюється вихідна напруга на виході Ових операційного підсилювача 6, а похибка Опох у вихідному сигналі Ових, відсутня.At the same time, the output voltage at the Ovih output of the operational amplifier 6 changes accordingly, and the error Ovih in the output signal Ovih is absent.
В точці з'єднання тензорезистора З і вимірювального резистора 7 однієї гілки вимірювального мосту і в точці з'єднання тензорезистора 5 і вимірювального резистора 8 іншої гілки вимірювального мосту створюється різниця потенціалів, пропорційна значенню помилки вимірювання.At the connection point of strain gauge C and measuring resistor 7 of one branch of the measuring bridge and at the point of connection of strain gauge 5 and measuring resistor 8 of another branch of the measuring bridge, a potential difference proportional to the value of the measurement error is created.
Ця різниця потенціалів посилюється операційним підсилювачем 9, і надходить на вихід пристрою Шпох в якості сигналу похибки для подальшої оцінки.This potential difference is amplified by the operational amplifier 9, and comes to the output of the Shpoh device as an error signal for further evaluation.
Суматор 10 підсумує сигнали з виходів операційних підсилювачів 6 і 9 та передає на третій вихід Осум для подальшого аналізу. Таким чином, на вихід пристрою передаються значення, виміряні при тангенциальному навантаженні: значення прикладеної до датчика сили вих, значення похибки датчика Опох і сума сигналів Осум.Adder 10 sums up the signals from the outputs of operational amplifiers 6 and 9 and transmits them to the third output Eight for further analysis. Thus, the values measured at the tangential load are transmitted to the output of the device: the value of the force applied to the sensor, the value of the sensor error Opoh and the sum of the signals Osum.
Нові ознаки дозволяють збільшити кут прикладання сили до силоприймального елемента силовимірювального тензометричного датчика без внесення похибки в результат вимірювань, і отримати дані для визначення сили і оцінки похибки тензометричного силовимірювального датчика при тангенціальному навантаженні.The new features make it possible to increase the angle of application of force to the force-receiving element of the force-measuring strain gauge without introducing an error into the measurement result, and to obtain data for determining the force and estimating the error of the strain-gauge force-measuring sensor under tangential loading.
Джерела інформації: 1. Датчики силоизмерительньсе тензорезисторнье 1778 ДСТ... К АЖЕ 2.320.005.Т0.Sources of information: 1. Force-measuring strain gauges 1778 DST... K AZHE 2.320.005.T0.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201707378U UA122209U (en) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | DEVICE FOR DETERMINATION OF FORCE AND EVALUATION OF ERROR OF A TENSOMETRIC POWER SENSOR AT TANGENTIAL LOAD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201707378U UA122209U (en) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | DEVICE FOR DETERMINATION OF FORCE AND EVALUATION OF ERROR OF A TENSOMETRIC POWER SENSOR AT TANGENTIAL LOAD |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA122209U true UA122209U (en) | 2017-12-26 |
Family
ID=60955765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201707378U UA122209U (en) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | DEVICE FOR DETERMINATION OF FORCE AND EVALUATION OF ERROR OF A TENSOMETRIC POWER SENSOR AT TANGENTIAL LOAD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA122209U (en) |
-
2017
- 2017-07-12 UA UAU201707378U patent/UA122209U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Muller et al. | Load cells in force sensing analysis--theory and a novel application | |
| CN103398807A (en) | Novel three dimensional stress measuring sensor | |
| CN103837221A (en) | Electronic scale technology capable of achieving accurate metering without weight calibration | |
| Al-Mutlaq | Getting started with load cells | |
| CN103278290A (en) | Non-linear compensation circuit of pressure sensor | |
| CN206488794U (en) | A kind of high precision electro bridge circuit of resistance strain type sensor | |
| UA122209U (en) | DEVICE FOR DETERMINATION OF FORCE AND EVALUATION OF ERROR OF A TENSOMETRIC POWER SENSOR AT TANGENTIAL LOAD | |
| Gaikwad et al. | Design and development of novel weighing scale system | |
| CN104359534A (en) | High-precision anti-vibration electronic balance | |
| RU2417349C1 (en) | Procedure for measurement of relative deformations of structures with multi-pointed tensometric measuring system | |
| Kleckers | Force sensors for strain gauge and piezoelectric crystal-based mechatronic systems-a comparison | |
| CN203053529U (en) | Weighting device | |
| Suryana et al. | Strain gage for mass sensor using cantilever beam | |
| UA122213U (en) | DEVICE FOR EXTENSION OF THE APPLICATION OF THE FORCE TO THE TENSOMETRIC POWER SENSOR | |
| JP4255926B2 (en) | Strain and temperature measuring device | |
| EP3063514B1 (en) | Analog sensor with digital compensation function | |
| RU132539U1 (en) | BRIDGE PRESSURE TENSOR CONVERTER TYPE | |
| Kleckers | B3. 2-Strain Gage and Piezoelectric Based Force Sensors–A Comparison | |
| SU117851A1 (en) | Multicomponent aerodynamic scales | |
| RU223283U1 (en) | Column-type strain gauge sensor with temperature compensation | |
| CN217384131U (en) | Strain measuring circuit capable of eliminating influence of long wire | |
| RU2396527C1 (en) | Force measuring device | |
| JPS6144327A (en) | Load detector circuit of load cell type electronic scale | |
| JPS6039521A (en) | Force measuring device provided with temperature compensation | |
| RU2249189C1 (en) | Strain-gauge transducer |