Тензометрическое устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик 678329, „, . =,-.z 4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08 0477(21) 2474749/18-10 (51)М. Кл.2

G 01 G 23/36 с присоединением заявки Но—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 05.0879. Бюллетень М29

Дата опубликования описания 050879 (53) УДК681.287.,7(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ä.Êðóïèöà и В.В.Иепетов

7 1 ) 3 . Всесоюзный проектно-кон структ ор ский и н аучн о( исследовательский институт автоматизации пищевой проьишленности (54) ТЕНЗОИЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к весоизмерительной технике, Известно устройство, содержащее тензометрические датчики, нуль-орган, аналого-цифровой компенсатор, источник переменного напряжения, сумматор .и уПравляющее устройтсво(1). Известное устройсТво имеет низкую точность измерения. Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее тензометрические датчики, аналого-цифровой компенсатор, усилитель, пусковой блок, сравнивающее устройства, источник переменного напряжения, схему управления и нуль-орган с конденсаторами (2).

Йэвестное устройство - сложной конструкции и не обеспечивает требуемой точности, так как схема нуль-органа содержит реактивный элемент как необходимую составную часть. Конденсаторреактивный элемент, неббходим для того, чтобы выполнять функцию разделения полезного сигнала от постоянной составляющей напряжения, кото- . рая неизбежна в тракте нуль-органа ввиду его режимов по постоянному напряжению. Этот конденсор в,свою очередь ухудшает динамические свойртва нуль-органа, в частности, при больших сигналах он заряжается до какого-то напряжейия и при переходе к малому сигналу (такой переход от большого к малому сигналу встречается при поразрядном сравнении в случае компенсационного метода измерения) вносит погрешность в результат измерения (оценки) °

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерения. Эта цель достигается тем, что нуль-орган снабжен двумя ключами, выйолненными на полевых транзисторах с изолированными затворами, которые соединены с выходами схемы управления, общая точка ключей соединена с выходом дифференциального сравнивающего устройства; выходы ключей соединены с конденсаторами и со входами операционного усилителя.

На фиг. 1 схематически изображе- но устройство; на фиг. 2 - т рафики,, поясняющие работу устройства.

Тензометрическое устройство содержит нуль-орган 1, снабженный двумя ключами, выполненными на полевых транзисторах с иэолированньачи затворами; общая точка ключей соеди-! иена с выходом дифференциального сравнивающего устройства 2, а их выходы

67В3 соединены с конденсаторами 3 и 4 и со входами операционного усилителя 5, затворы соединены с двумя выходами схемы б управления, третий выход которой соединен со входом автокомпенсатора 7 и анализатором 8 полезного сигнала (AI1C) . Вход AllC соеди- 5 нен с выходом операционного усилителя 5, а его выход подключен к автокомпенсатору 7. Один из входов дифференциального сравнивающего устройства 2 соединен с автокомпенсатором 10

7, а другой — с тенэометрическим датчиком 9. Схема б управления,,автокомпенсатор 7 и тензометрические датчики 9 подключены к источнику

-=---- - 1D питания. 15

Нарп яжение сигналов тен з ометрических датчиков 9 и схемы автокомпенсатора 7 поступает на входы дифференциального сравнивающего устройства 2, напряжение с выхода которого содержит сумму U +U, где U „- раэностный сигнал; 0 — напряжение смещения нуля дифференциального сравнивающего устройства 2, которое нестабильно в силу различных факторов (температура, старение, измерение питания и т.п.) °

Напряжение U запоминается на конденсаторах 3 и 4 U = U = U (фиг.2, строки

4 и 5) в моментй, когда оба ключа открыты сигналом U>z < (фиг. 2, строки 2 и 3) . Заряд конденсаторов 3 и 4 30 происходит почти мгновенно, ввиду того, что дифференциальное сравнивающее устройство 2 имеет низкое выходное сопротивление. Ввиду того, что поступает на затворы транзис- 35 торных ключей поочередно,то на один иэ них (фиг. 2, строка 2), то — на другой (фиг. 2, строка 3), операционный усилитель 5 приобретает фаэочувствительные свойства. Кроме того, 40 поскольку длительность U меньше, чем длительность полуперйода несущей частоты, то ограничивается время разряда конденсаторов 3 и 4 йа входное сопротивление операционного усилителя 5, одновременно U„„p2 производит как бы стробирование выходного напряжения недокомпенсации Uz u перекомпенсации Uz (фиг. 2, строкаб), которые соответствуют U q и

50 (фиг. 2, строка 1) .

Таким образом, в один полупериод на прямой вход операционного усилителя 5 поступает U „+U«а на инвертирующей — напряжение постоянной составляющей U = Ц,,которое запоминалось иа конденсаторе 4. В следующий полупериод U>» +U поступает на инвертирующий вход, а на прямой—

29 4

I напряжение 0 У,т.е. операционный усилитель 5 реагирует только на полезный сигнал Ур» Ф U р» +UΠ— () О (U +

+0о -(1о ) °

Р» Р" О О р2

Так как переключение сигналов линейно- декодирующего преобразователя происходит внутри интервала времени действия Uz„>» то конденсаторы следят за этим напряжением (постоянная времени мала во время действия

U„zp» ), и переходный процесс, обус,ловленный перегрузкой, практически отсутствует.

Таким образом, при жестком алгоритме переключения ступеней напряжения линейно-декодирующего преобразователя переходного процесса нет, :.и измерение можно производить на каждой полуволне.

Выходные сигналы сперационного усилителя 5 /фиг. 2, строка 6) поступают в анализатор полезного сигнала, где происходят качественная и количественная оценки за время включения одной ступени линейно-декодируюшего преобразователя (восемь полупериодов) и управляют им.

В качестве несущей частоты используется промьпаленная сеть 50 Гц, что позволяет упростить работу прибора.

Таким образом, исключается влияние реактивных-элементов на точность измерения при одновременном упрощении схемы устройства.

Формула и з обре тени я

Тензометрическое устройство, содержащее тензометрические датчики, аналого-цифровой компенсатор, усилитель, пусковой блок, сравнивающее устройство, источник переменного напряжения, схему управления и нуль-орган с конденсаторами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения конструкции и повыщения точности измерения, нуль-орган снаб" жен двумя ключами, выполненными на полевых транзисторах с изолированными затворами, которые соединены . с выходами схемы управления, общая точка ключей соединена с выходом дифференциального сравнивающего устройства, выходы которых соединены с конденсаторами и со входами операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

Р 316940, кл. G 01 G 23/36, 1969.

2. Авторское свидетельство

9 358626, кл. G 01 G 23/36, 1971.

678329 юг 2

Составитель И.Орлова

Редактор Л.Тюрина Техред .М, Петко Корректор М.Вигула.

Заказ 4559/30 - Тираж 766 . Подписное

ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4