Тензометрическое устройство с автоматической установкой нуля

 

И. В. Леончиков и В. А. Баша

\ Хф . г

R К 1 "1,4 %7 1 . Й i3 . ; }т Я"-. (";". Х А

Омское специальное конструкторское бюро н чнопроизводственного обьединения Нефтехимавтоматика (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

С АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ НУЛЯ

1.

Изобретение относится к измерительной технике.

Известно тензометрическоь устройство, содержащее тенэомост, в измерительную диагональ которого включен измерительный усилитель, цепь обратной связи, подключенную между выходом измеритель» ного усилителя и тензомостом и выполнен ную в вице последовательно включенных компенсирующего усилителя, блока памяти

I 10 и управляющего им генератора, а такхее

МОП-транзистора, подключенный на выходе блока памяти $1).

Известно тавке тензометрическое устройство с автоматической. установкой ну15 ля, содержащее тензомост в измерительную диагональ которого последовательно включены ключ, измерительный усилитель и компенсирующий усилитель, два канала обратной связи, каждый иэ каналов выполнен в виде последовательно соединенных ключа и аналогового запоминающего блока; сумматор, на вход которого подключены два канала обратной связи, МОПтранзистор, шунтирующий плечо тензомоста, а также олок управления, выходы которого соединены с ключами (27.

Общим недостатком известных устройств является rp, что они не обеспечивают фиксацию ошибки, вызванной дрейфом измерительного усилителя в процессе длительных измерений, а также не позволяют компенсировать начальный разбаланс тензомоста, начальное смешение уровня измерительного усилителя и периодически производить коррекцию смешения нулевого уровня измерительного усилителя.

Цель изобретения . повышение точнос ти измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в тензометрическом устройстве с as- томатической установкой нуля, содержащем тензомост, последовательно включен ные в его измерительную диагональ ключ и измерительный усилитель, компенсирую щий усилитель, компенсирующий усилитель, 4 4 где 0 b — напряжение на выходе сумматора 4;

К вЂ” коэффициент передачи сумматора 4; в „,см- напряжение дрейфа нуля на выходе измерительного уси« лителя 3;

О - напряжение коррекции, поступающее с выхода АЗБ 8 на вход сумматора 4

- коэффициент усиления обратной

ОС связи.

Решая систему уравнений (1) для установившегося режима коррекции дрейфа нуля можно показать, что напряжение на выход сумматора 4 описывается следук шим уравнением: вых см (2)

"вых "ос Е

При. K =1 управление (2) пакаэыва7 ет что "в ц- 0 Кос з °

Следовательно, при достаточно большом коэффициенте усиления обратной связи Ko > 10", который в основном обеспечивается компенсирующим усилителем

4, напряжение на выходе устройства будет близко к нулю. Временной и температурный дрейф коэффициента обратной связи Кос практически не сказывается на величине ошибки коррекции дрейфа нуля, После раэмыкания ключа 6 и ключа 2 напряжение коррекции приведенное к втсьрому входу сумматора 4 запоминается в

АЗБ 7 на время, до следующего сигнала коррекции, периодически поступающего из блока управления.

Следующей командой блока 10 управления замыкается ключ 8 и сигнал ошибки баланса тензомоста 1 через компенсирующий усилитель 4 и АЗБ 9 воздействует на затвор МОП-транзистора 11, ксгторый балансирует тенэомост 1. Епагоааря большому петлевому усилению (10410 ) в контуре отрицательной обратной связи напряжение, на выходе измерительного усилителя 3 и на выходе всего устройства, стремится к кулю. После размыкания ключа 8 напряжение коррекции баланса тензомоста 1 запоминается в АЗБ 9 и не меняет своей величины на протяжении всего процесса измерения.

Таким образом, описанный порядок работы корректирующих цепей, перед началом измерения, а именно, сначала кор вых ((вых см к = вых ос, 3 05480 два канала обратноя связи, входы которых соединены с выходом компенсирующего усилителя, каждый иэ которых состоит иэ носледовательно соединенных ключа и аналогового, запоминающего блока; сумматор на вход которого подключен выход одного из каналов обратной связи, МОП-транзистор, шунтирующий плечо тенэомоста, а также блок управления, выходы которого соединены с ключами, к второму входу 10 сумматора подключен измерительный уси- - литель, выход сумматора подключен к входу компенсирующего усилителя, а выход второго канала обратной сьязи соединен с затвором МОП-транзистора. 15

На чертеже изображена блоксхема ус тр ойст ва.

Устройство содержит тензомост 1, ь измерительную диагональ которого последовательно ьключены ключ 2, измеритель ный усилитель 3, сумматор 4 и компенсирующий усилитель 5, ьыход которого под- . ключен к двум каналам обратной связи, каждый,из которых состоит из последовательно соединенного ключа 6 и аналогов- 5 ваго запоминающего блока 7, ключа 8 и аналогового запоминающего блока 9(АЗБ) соответственно, блок 10 управления, сое» диненный с входами ключей 2, 6 и 7. Выхоц АЗБ 87 соединен с вторым входом сумматора 4, а выход АЗБ 9 подключен к затвору ИОП-транзистору 11, шунтируюшего плечо тензомоста 1.

Тензометрическое устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения на выходе сумматора 4 может присутствовать сигнал ошибки, равный сумме сигналов от начального разбаланса тензомоста 1 и смешения нуля измерительного усилителя

3. Команда блока 10 управления запус40 кает кратковременные ключи 2 и 6. При замыкании ключа 2 на выходе сумматора

4 выделяетс я сигнал дрейфа нуля измеФ рительно о усилителя 3, который через компенсирующий усилитель 4, ключ 6 и

АЗБ 7 поступает на второй вход сумматора 4. Поскольку петлевое усилие сигнала ошибки в контуре отрицательной обратной связи велико (10 -10 ), то ь уста4 5 ноьлешом режиме коррекции дрейфа нуля выходное напряжение сумматора 4 стремится к нулю. Это следует из анализа передаточной функции цепи обратной сьязи в режиме коррекции лрейфа нуля которая описываетса следующей системой уравняй. 55

5 954804 6 ректируется начальный дрейф нуля тензо- рого лодКлючен выход oriroro иэ каналов устройства, а затем балансируется тен- обратной связи, МОП-транзистор, .шунти-, зомост 1, позволяет повысить точность рующий плечо тенэомоста, а также лок управления, выходы которого соединены измерений. с ключами ° о т л и ч B ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности л а и э о б р е т е н и я измерений, к второму входу сумматора

Формула иэо подключен измерительный усилитель, выТензометрическое устройство с авто ход умматора по к ючен к вход ком матической установкой нуля, содержащее !а пе и, го уси„а, в од втор тензомост, последовательно включенные го канала обратной связи соединен с в его измерительную диагональ ключ и затвором МОП-транзистора. измерительный усилитель, компенсирующий усилитель, два канала обратной свя- Источники информации, зи входы которых соединены с выходом принятые во внимание при экспертизе компенсирующего усилителя и каждый из

Э

1%

1. Авторское свидетельство во СССР которых состоит иэ посл

ых остаит иэ последовательно со- М 445826, кл. Cr01 8 7/16, 1972. единенных ключа и аналогового запоми- 2. Авторское свидетельство

B 7/18 1976. нающего блока, сумматор, на вход кото- % 634089, кл. G 01 /