Устройство для измерения сил

 

Союз Советскик

Социапистическмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (907406 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву М 646208 (22) Заявлено 04.07.80 (21) 2951292/18-10 с присоединением заявки РЙ (28) Приоритет (5! )М. Кл.

G 01 L 1j18

G 05 F 1/15

3еоударстненньй комитет по делам изобретений н открытий

ОпУбликовано 23.02.82. Бюллетень Pfs 7

Дата опубликования описания 23.02.82 (53) ЯК 531.781:

:621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

И, H. Жадько, И. В. Михайленко и В. А.:.Романов

Институт полупроводников AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ

Изобретение относится к измерительной . технике и может быть использовано в системах контроля и регулировки давления, усилия, ускорения и других, содержащих в качестве силоизмерительного элемента полупроводниковые тензодатчики, выходной сигнал которых при данном усилии пропорционален напряжению их питания и обратно пропорционален температуре.

По основному авт. св. Х 646208 известно устройство для измерения сил, содержащее полупроводниковый тензодатчик, принцип действия которого основан на эффекте пьезосопротивления, выходом соединенный с выводами для подключения нагрузки, а входом— с выходными выводами регулирующего элемента, входные выводы которого через нодводящие провода подсоединены к источнику постоянного напряжения. Сам регулирующий элемент выполнен в виде транзисторного стабилизатора постоянного напряжения с датчиком опорного напряжения на стабилитроне, двух резисторах и стабисторах, причем последовательная цепочка из стабилитрона и перво го резистора подключена параллельно входным выводам стабилизатора, а последовательная це. почка из второго резистора и стабисторов параллельно указанному стабилитрону, при

5 этом стабисторы подключены к стабилитрону, причем падение напряжения,на втором резисторе имеет положительный температурный коэффициент. В качестве транзисторного стабиÌÎ лизатора постоянного напряжения использован . параметрический стабилизатор, состоящий из транзистора, включенного в одну из силовых шин, и базой подключенного к точке соединения второго резистора с стабисторами, кол15 лектором — к одному из выводов для подключения источника постоянного напряжения, а эмиттером — к одному из входных зажимдв полупроводникового тензодатчика 111.

Недостаток известной конструкции устройства для измерения сил заключается в том, что при заранее заданном числе стабисторов требуется инднвидуальньгй подбор стабилитрона для каждого тензодатчика, причем число стабилитронов, пригодных для полной темпе3 907406 ратурной компенсации выходного сигнала составляет примерно 5% от общего количества приборов одной серии. На практике настройка схемы достигается неопнократной перепайкой.

Цель изобретения — повышение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный транзит тор и потенциометр, включенный параллельно стабилитрону, при этом движок этого потенциометра соединен с базой дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с ив ной питания, а эмиттер соединен с цепочкой стабисторов.

На чертеже изображено предлагаемое уст- lS рой ство.

Устройство содержит тензодатчик 1, регулирующий элемент выполнен па схеме параметрического стабилизатора напряжения с змиттерным повторителем на транзисторе 2, gp базовый вьгвод которого соединен с движком потенциометра 3, подключенного параллельно стабилитрону 4, верхняя по схеме общая тачка стабилитрона 4 и патенциометра 3 через балластное сопротивление 5 соединена с коллекторами транзисторов 2 и 6 и с одним из проводов от источника питания, к змиттеру транзистора 2 подключена цепочка стабистарав

7 последовательно с патенциаметрам 8, второй крайний вывод которого подключен к обще- ЗО му проводу, а движок соединен с базой транзистора 6, к эмиттеру последнего подключен тензодатчик одним концом, а другим — к общему проводу, так же как и стабилитроп 4, потенциометры 3 и 8 и атрицательньш провод питания. Подводящие провода 9 и 10 подключены к источнику 11 постоянного напряжения.

Принцип действия устройства для измерения сил заключается в следующем, Напряжение питания постоянного тока па подводящим проводам поступает на тснзодатчик через регулирующий элемент (детали 2 — 6), представляющий собой параметрический стабилизатор с термозависимыми элементами и эмиттерным повторителем. С стабилитрона 4

45 снимается часть напряжения, которую можно плавно регулировать с помощью потенциаметра 3, и подается на базу транзистора 2. Это напряжение повторяется эмиттерным повтори телем 2 со сдвигом на величину V . ИзЬ. менением V с температурой можно пренеЭБ бречь, К эмиттеру транзистора 2 подключены цепочка стабилитранав 7 последовательна с потенциометрам 8. Напряжение на потенциаметре 8 равно разности напряжения на эмиттере транзистора 2 и напряжения на цепочке 7.

Это напряжение с коэффициентом К 1 подается на эмиттерный повторитель 6 и с него на тензодатчик. Таким образом, напряжение на тензодатчике является линейной. комбинацией напряжений на стабилитране 4 и цепочке 7. Поскольку стабисторы 7 имеют противоположный знак температурного коэффициента напряжения (TKV), та, варьируя долю снимаемого со стабилитрана 4 с помощью потенциометра 3 напряжения, можно менять

TKV выходного напряжения в определенных пределах при фиксированном числе стабистаров. Это эквивалентно операции подбора стабилитранав и дает возможность скомпенсировать температурное изменение чувствительности тензодатчика с заданной точностью в диапазоне рабочих температур. Наличие потен- . циаметра 8 дает возможность изменяя напряжение питания тензопреобразователя менять величину выходного сигнала при фиксированном давлении, т.е. калибравать устройство для измерения сил.

Устройство обладает более широкими технологическими возможностями, так как в нем устранено влияние разброса параметров стабилитранав и тензодатчикав на точность температурной компенсации выходного сигнала. Эта позволяет сократить время сборки и настройки каждой схемы с 14 да 10 часов, при этом исключаются перепайки элементов схемы.

Формула изобретения

Устройство для измерения сил по авт;.св.

К 646208, а т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения технологических вазможностей, в него введены дополнительный транзистор и патенциометр, включенный параллельно стабилитрану, при этом движок этого потенциометра соединен с базой дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, а эмиттер соединен с цепочкой стабистаров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельлво СССР N" 646208, кл. G Ol 1/18, 17.07.75.

907406

Составитель Н. Вовчук

Техред P.Îëèÿí

Корректор А. Гриценко

Редактор А. Шандор

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 580/51

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4