Устройство для измерения температуры и деформации

 

Изобретение относится к измери-. тельной технике и позволяет повысить точность измерения. Устройство содержит источник 1 стабилизированного тока , образцовый резистор 2, термотензопреобразователи 3 и 4, коммутатор 5 с блоком 6 управления, операционные усилители 7 - 10 и резисторы 1 1 - 18. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить влияние на результат измерения сопротивления соединительных проводов. При данной схеме включения операционных усилителей 7-10 они имеют высокое входное сопротивление, поэтому результат измерения не зависит от сопротивления проводов, посредством которых операционные усилители 7-10 подключены к образцовому сопротивления 2 и термотензопреобразователям 3 и 4, и переходных сопротивлений коммутатора 5. 1 ил. § (Л со о 00 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 51 А1 (51) 4 G 01 K 7/16, С 01 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"":

Гл »

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 l ) 3913190/24-10 (22) 21. 06. 85 (46) 15.04.87. Бюл. ¹ 14 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) В.В.Шейко, А.Н.Щербань, А.В.Примак и В.Ю.Александров (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 932282, кл, G 01 К 7/16, !982.

Авторское свидетельство СССР № 238853, кл. G 01 К 7/16, 1967. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДЕФОРИЩИИ (57) Изобретение относится к измери-.тельной технике и позволяет повысить точность измерения. Устройство содер.жит источник 1 стабилизированного тока, образцовый резистор 2, термотензопреобразователи 3 и 4, коммутатор

5 с блоком 6 управления, операционные усилители 7 — 10 и резисторы 11—

18. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить влияние на результат измерения сопротивления соединительных проводов. При данной схеме включения операционных усилителей 7 — 10 они имеют высокое входное сопротивление, поэтому результат измерения не зависит от соп— ротивления проводов, посредством которых операционные усилители 7 — 10 подключены к образцовому сопротивления 2 и термотензопреобразователям 3 и 4, и переходных сопротивлений коммутатора 5. нл.

Целью изобретения является повьппение точности измерения путем уменьше- 5 ния влияния на результат измерения сопротивлений соединительных проводов °

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 стабилизированного тока, образцовый резистор 2, первый 3 и второй 4 термотензопреобразователи, коммутатор 5 с блоком 6 управления, четыре операf5 ционных усилителя 7-10, каждый иэ которых охвачен стопроцентной отрицательной обратной связью, и восемь резисторов 11-18 с одинаковым сопротивлением К. Термотензопреобразователи

3 и 4 должны иметь одинаковое начальное сопротивление, одинаковые температурные коэффициенты и одинаковые коэффициенты тензочувствительности.

При этом они должны быть закреплены на объекте таким образом, чтобы при воздействии деформации сопротивление одного из них увеличивалось на величину аК, а сопротивление другого уменьшалось на величину 6R

Устройство в такте измерения температуры работает следующим образом.

В состоянии условного нуля температур каждый из термопреобразователей 3 и 4 имеет значение сопротивле35 ния К . Значение сопротивления образцового резистора 2 выбирается равным

2R . При этом выводы указанных элео ментов подключают к операционным уси- 40 лителям 7, 8 и 10 посредством коммутатора 5, на который подается соответствующий сигнал с блока 6 управления, следующим образом: потенциальные выводы 19 и 20 образцового резис- 45 тора 2 — соответственно к неинвентирующим входам операционных усилителей

7 и 8, первый потенциальный вывод 21 термотензопреобразователя 3 — к неин1 13038

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения температуры и деформации, 5l 2 испытывающего деформацию сжатия — на

+ ЬК, то суммарное сопротивление термотензопреобраэователей 3 и 4 не зависит от деформирующего воздействия. При изменении температуры сопротивление каждого из термотензопреобразователей изменяется на величину

ЬК . При данной схеме включения операционных усилителей они имеют высокое входное сопротивление, поэтому результат измерения не зависит от сопротивления проводов, посредством которых усилители подключены к образцовому сопротивлению и термотензопреобразователям, и переходных сопротивлений коммутатора. Операционный усилитель 10 работает по схеме неинвентирующего усилителя с коэффициентом усиления 2. На его вход поступает напряжение с термотензопреобразователя 4 и соединительного провода

23. На инвентирующий вход третьего операционного усилителя 9. воздействует напряжение с выхода опера.ционного усилителя 10, а на неинвертирующий вход — напряжение,пропорциональное сопротивлению соединительного провода 23, в результате чего на его выходе формируется сигнал, пропорциональный сопротивлению термотензопреобразователя 4, Это напряжение поступает на неинвентирующий вход второго операционного усилителя 8, на инвентирующий вход которого поступает напряжение, снимаемое с термотензопреобразователей 3, 4 и соединительных проводов 23-25. На инвентирующий вход первого операционного усилителя поступает напряжение с выхода усилителя 8, а на неинвентирующий вход — напряжение с обраэцового резистора 2, термотензопреобраэователей 3 и 4 и соединительных проводов 23-25, в результате чего на его выходе формируется напряжение, лйнейно связанное с измеряемой температурой

11аых 4Тс

55 вентирующему входу операционного усилителя 10. Второй потенциальный вывод 24 термотензопреобразователя

4 постоянно соединен с неинвентирующим входом операционного усилителя

9. В связи с тем, что сопротивление термотензопреобразователя 3, испытывающего деформацию растяжения, изменяется на величину - bR, а сопротивление термотензопреобразователя 4, где I — стабильный ток, создаваемый стабильным источником

2 ток а.

В такте измерения деформации с помощью коммутатора 5 к операционным усилителям 7, 8 и 10 подключены соответственно только потенциальные выводы 21, 26 и 27. В этом случае на выходе операционного усилителя 9 фор"13038 вью -4Т Ь В в (2) и не зависящий от сопротивления соединительных проводов 23-25.!

Формула изобретения

Составитель В.Куликов

Техред А.Кравчук

Редактор З.Слиган

Корректор А.Зимокосов

Заказ 1298/41

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мируется сигнал, пропорциональный сопротивлению термотензопреобразователя 4, а на выходе усилителя 7 сигнал, линейно связанный с измеряемой деформацией. 5

Устройство для измерения температуры и деформации, содержащее последовательно соединенные образцовый ре- 15 эистор, первый и второй термотенэопреобразователи, подключенные к первому и второму выходам источника тока, два операционных усилителя, четыре резистора, о т л и ч а ю щ е е с я 20 тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения сопротивлений соединительных проводов, в него дополнительно введены два операцнонных 25 усилителя, четыре резистора, блок упЬ равления и коммутатор, управляющий вход которого подключен к блоку управления, первый и третий входы соединены с потенциальными выводами образцового резистора, второй и четвертый входы соединены с первым потенциальным выводом первого термотен51 4 зопреобразователя, второй потенциальный вывод которого подключен к пятому входу коммутатора, первый и второй выходы коммутатора подключены к неинвентирующему входу первого операционного усилителя, третий и пятый выходы соединены с неинвентирующим входом второго операционного усилителя, шестой вход коммутатора соединен с первым потенциальным выводом второго термотенэопреобразователя, второй потенциальный вывод которого подключен к неинвентирующему входу третьего операционного усилителя, а четвертый и шестой выходы соединены с неинвентирующим входом четвертого операционного усилителя, при этом выход первого операционного усилителя через цепочку из последовательно соединенных всех резисторов соединен с .шиной нулевого потенциала и вторым выводом источника тока, инвентирующие входы первого, второго, третьего и четвертого операционных усилителей соединены соответственно с точками соединения первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого, седьмого и восьмого резисторов, а выходы второго, третьего и четвертого операционных усилителей соединены соответственно с точками соединения второго и третьего, четвертого и пятого, шестого и седьмого резисторов.