Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени

 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах преобразования физических величин, например си- ЛЬ1, давления, в частотно-модулированный сигнал с дальнейшим его преобразованием в цифровой код. Изобретение повышает точность преобразования разбаланса тензометрического моста в интервал времени путем исключения вл1гяния нестабильности сопротивления аналогового переключателя. Устройство содержит тензомост 1, термостабилизированные резисторы 2, 3 и 4, диффе ренциальные усилители 5 и 6, аналоговьй переключатель 7, интегратор 8, блок 9 сравнения и блок 10 питания. При этом тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4 включены по схеме четырехплечего неуравновешенного моста .и образуют термочувствительный термомост 11, который преобразует температуру моста 1 в напряжение. 2 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/Х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 39871 28/24-21 (22) 03.12.85 (46) 15.05.88. Бюл. В 18 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофиэического института АН УССР (72) П. Д. Калинин, A. Ф. Мирончук и В. А. Петров (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !!.- 1195262, кл. 0 01 Р, 17/10, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

N - 1322158, кл. О 01 Н 17/10, 1985.

l (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗБАЛАНСА ТЕНЗОМОСТА В ИНТЕРВАП ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах преобразова„„SU„„1396068 А1 (51) 4 01 Н 17/10, 0 01 В 7/16

Н 03 М 1/00 ния физических величин, например силы, давления, в частотно-модулированный сигнал с дальнейшим его преобразованием в цифровой код. Изобретение повышает точность преобразования раэ- .. баланса тензометрического моста в интервал времени путем исключения влияния нестабильности сопротивления аналогового переключателя. Устройство содержит тенэомост 1, термостабилизированные резисторы 2, 3 и 4, дифференциальные усилители 5 и 6, аналоговый переключатель 7, интегратор 8, блок 9 сравнения и блок 10 питания.

При этом тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4 включены по схеме четырехплече<О го неуравновешенного моста .и образуют термочувствительный термомост ll, который преобразует температуру моста 1 в напряжение. 2 ил.

1396068

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в системах преобразования физических величин, например

5 сипы, давления, в частотно-модупиро— ванный сигнал с дальнейшим преобразованием в цифровой код.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя разбапанса тен- 10 зометрического моста н интервал времени путем исключения влияния неста; бильности сопротивления аналогового переключателя.

Па фиг. 1 представлена структур- 15 ная схема преобразователя разбапанса тензометрического моста в интервал времени; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу °

Преобразователь разбаланса тензо- 20 моста в интервал времени содержит (фиг. 1) тензомост l и термостабипьные резисторы 2, 3 и 4, дифференциальные усилители 5 и 6, аналоговый переключатель 7, интегратор 8, блок 25

9 сравнения и блок 10 питания.

Тензомост 1 и резисторы 2, 3 и 4 включены по схеме четырехплечего неуравновешенного моста и образуют термочунствитепьный мост (термомос.т) 30

: 11, который преобразует температуру тензомоста 1 в напряжение. Измери- тельная диагональ термс1моста подключена к входу дифференциального усилителя 6, измерительная диагональ тензомоста подключена к входу дифференциального усилителя 5, выходы дифференциальных усилителей 5 и 6 через аналоговый переключатель 7 поочередно подклК1чаютс,я к второму входу блока 9 сравнения, к первому входу которого подключен выход интегратора 8, выход блока 9 сравнения является выходом всего преобразователя .и соединен с управляющим входом аналогового переключателя 7 и входом интегратора 8.

Устройство работает следующим сбразом.

В начале каждого полупериода преобразования срабатывает блок 9 сран50 нения и аналоговый переключатель 7 подключает к второму входу блока 9 сравнения усиленное напряжение с вы— ходной диагонали тензомоста 1 или

55 термомоста 11, а на вход интегратора

8 поступает выходное напряжение бпока

9 сравнения, равное +U, или -11, В момент времени t (фиг. 2а) на вход интегратора 8 поступает напряжение

+U, и напряжение Hà его выходе изменяется по закону

Uo

"u где U — начальное смещение; — постоянная времени интегратора 8;

Т вЂ” длительность полупериода колебаний преобразователя.

Если выходные напряжения тензомоста 1 и термомоста 1! равны нулю, то на выходе устройства — импульсы амплитудой Ю,, скважностью дна и длительностью периода, равной (2) л т, = U о

В момент времени t (фиг. 2) на второй вход блока сравнения поступает усиленное дифференциальным усилителем 6 выходное напряжение термостата

11, равное

Бтм

U Вь1х = k

1 тм

R7 ! с 1-1 пнт

В (3) Бтм где U — выходное напряжение дифВЫх, ференциального усилителя 6;

k — коэффициент усиления дифференциального усилителя 6;

U11> — напряжение питания термомоста 11; сопротивление диагонали питания тензомоста

Б, Rsj R - сопротинпение резисторов

2,3и4; дΠ— изменение температуры тензомоста l;

1х — температурный коэффициент сопротивления диагонали питания тензомоста 1.

В момент времени, напряжение на выходе интегратора 8 (фиг. 2б) достигает значения

l 396068 равного значению напряжения И ц„„

Бак

Происходит срабатывание блока 9 сравнения, вго выходное напряжение становится равным -U, которое переключает аналоговый переключатель 7, и на второй вход блока 9 сравнения поступает выходное напряжение дифференциального усилителя 5, равное

Ктм бык 1 2 1 т R + В тм 4

k,„õ+

+ kgUIIíò ™ дд (5)

Втм R4

15 где k< — коэффициент усиления усилителя 5;

k „ — коэффициент чувствительности тензомоста 1 к измеряемой величине;

x — изм еря ем ая в еличина; т — температурный коэффициент смещения нуля тензомоста 1.

В момент времени t напряжение на выЪ ходе интегратора 8 достигает значения 2

Unuse „R 1

R +R3

1.1 ит Б тм х + 1Ц R +R т тм и

Сумма длительностей интервалов времени (т, -t,) и (т, -t<) определяет пе- З0 риод, за который происходит .полное преобразование входного воздействия в интервал времени. Решая уравнения. (4), (5), (6) и (7) относительно. суммы интервалов времени 1,1-1, и получим

1-1 tlNT „В ТМ

Тв1, о U ""R +R

"тм + 4

При Вы!1Олнении условия k о = .". g ) Дли, тельность периода выходного сигнала преобразователя разбаланса тензомоста i в интервал времени будет .пропорциональна только измеряемой величине . Это условие легко выполняется при настройке преобразователя путем соответствующего подбора значений k, и 1с,1.

Таким образом, сигнал на выходе преобразователя не зависит от аддитинной составляющей температурной погрешности тензомоста 1.

Формула изобретения

Преобразователь разбаланса тензомоста в интервал времени, содержащий блок питания, соединенный с диагональю питания термомоста, в одно плечо которого включен тензомост, аналого- вый переключатель, первый дифференциальный усилитель, интегратор, выход которого соединен с первым выходом блока сравнения, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния нестабильности сопротивления аналогового переключателя, в него введен второй дифференциальный усилитель, входы которого соединены с измерительной диагональю термомоста, выходы первого и второго дифференциальных усилителей подключены через аналоговый переключатель к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с входом интегратора и управляющим входом аналогового переключателя, а выходы первого дифференциального усилителя соединены с измерительной диагональю тенэомоста.

139ЬОбО

67

Составитель В. Семенчук

Редактор А, Маконс.кая Техред у.Коданич Корректор Н. Король Заказ 2491/46 Тира.и 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по,делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4