Тензометрическое весоизмерительное устройство

 

В.А.Дмитриев, Г.А.Мигай, В.К.лапин, А.В.Лукичев, А.В.Горохов, Ю.А.Крыжановский, Л.К.Горовенко и В. Г.Назаренко (72) Авторы изобретения

Киевское производственное объединение "Веда" (71) Заявитель (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

По основному авт. св. я 581386 известно измерительное устройство, содержащее генератор импульсов с вре5 мязадающей RC-цепью, блок согласования, мостовой йараметрический преобразователь и согласующий усилитель (13.

Недостатком известного устройства является сравнительно низкая точ" ность измерения, обусловленная нели-. нейностью мостового. параметрического преобразователя.

Целью изобретения является уве-. личение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены потенциометр, включенный в измерительную диагоналЬ моста, и дополнитель- 20 ный усилитель, через который вершина диагонали питания моста включена на общую шину, причем первый вход ополнительного усилителя включен . на подвижный контакт потенциометра, а второй соединен с общей шиной.

При этом в устройство может быть введен дополнительный каскад усиления, через который потенциометр включен.в измерительную диагональ моста.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы предлагаемого устройства (варианты .

Тензометрическое весоизмерительное устройство содержит генератор

1 импульсов с времязадающей RC-цепью, блок 2 согласования, мостовой параметрический преобразователь 3, согласующий усилитель 4, потенциометр 5, дополнительный усилитель 6, каскад 7 усиления..

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал мостового пара" метрического преобразователя 3 (coc" тоящего, например из тенэорезисторов, собранных по мостовой схеме на

3 - 964476 4 илоизмерительно-,, Учитывая, что в обычной схеме без нный согласующим коррекции нелинейности

Формула изобретения

К gq„(q-ð„(gyq (4) упругом элементе с .го датчика), усиле усилителем 4, подается на емкость

RC-цепи; что приводит к изменению периода генерации Т (равного То в случае .нулевого выходного сигнала мостового преобразователя при балансе последнего). Период генерации

Т линейно связан с величиной разба; панса моста параметрического преоб- .tO . разователя 3, т.е. прямо пропорционален коэффициенту передачи К„, мостового преобразователя.

Величина К„„определяется относительным изменением E сопротивле- tj ния R тензорезисторов под действи" .ем силы

К К м tt. К

При нелинейном характере зависимо-

-сти коэффициента передачи моста 3 от его входной величины (силы) период Т. нелинейно связан с величиной силы.

Потенциометр 5 и дополнительный усилитель 6 позволяют питать мостовой параметрический преобразователь

3 напряжением, зависящим от его.разбаланса. Таким образом, коэффициент передачи параметрического мостово. го преобразователя 3 становится нелинейно связанным с величиной изменения сопротивления тензорезисторов,,в его плечах. Величина и знак этой нелинейности однозначно связаны с положением движка потенциометра 5.

Изменяя положение движка потенциометра 5, можно добиться компенсации исходной нелинейности мостового параметрического преобразователя 3.

Для произвольного положения движка потенциометра 5 (i) g l, фиг..l), 40 при К„- имеем =О, т.е. (l) в ъ .

Коэффициент передачи моста 3 определяется как

При относительном изменении сопротивлений тензорезисторов с учетом (1) выражение (2). имеет вид jO

2Ер м р ту и (3)

Q, Разложив (3) в ряд и пренебрегая чле. нами со степенями, выше. первой (так как f< 10 - типичное значение), И имеем

К - g t получаем Kì- Км Р-Ек("-2<)3 (5)

Из формулы (5) следует, что компенсация нелинейности мостового па- раметрического преобразователя осу-. ществляется в пределах максималь- . ного отношения (дКМ) щах преобразо-: аателя,. соответствующего номинальной нагрузке. Если для полупроводни-. ковых тензорезисторов, имеющих (М}1 ),„- 1О данной степени компенсацйи (13) в большинстве случаев оказывается достаточно, то для мостов иэ металлических тенэорезисторов с (М JR) +2-10 глубина компенсации оказывается малой (+О;23), тогда как большинство тензодатчиков с такими мостовыми преобразователями выпускается по классам точности

0,25-0,6.

Для увеличения степени компенсации нелинейности в этом случае вводится каскад усиления, например, по известной схеме потенциометрического усилителя (Фиг. 2). Параллельно выходу этого. каскада подключается потенциометр 5, движок которого соединен с инвертирующим входом дополнительного усилителя 6. Отличие данной схемы от предыдущей состоит в том, что компенсирующий сигнал усилива" ется каскадом усиления в Кд раэ, где К - коэффициент усиления каскаЬ да для дифференциального сигнала.

Степень композиции нелинейности в данном устройстве определяется иэ формулы

2.Ê Я

Р1Г ГГ 2* * . (6) и усиливается в Кд раз по сравне- ° нию со схемой, приведенной на фиг.1.

Использование изобретения позволит применять менее точные тензодат- . чики в тех случаях, где ранее можно было использовать лишь прецизионные (а, следовательно, более дорогие) тензодатчики.

1. Тензометрическое весоизмерительное устройство по авт. св.

Р 581386, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены потенцио964476 6 введен каскад усиления, через который потенциометр включен в измерительную диагональ моста.

Фиг. 1

Составитель В.Иитряев

Редактор А.Шишкина Техред H. Tenep Корректор N,Äåì÷èê

Заказ 7515/21 . Тираж 73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5 лиал ППП Патент ., r. Ужгород, ул. Проектная, метр, включенный в измерительную диагональ моста, и дополнительный усилитель, через который вершина диагонали питания моста включена на общую шину, причем первый вход допол- нительного усилителя включен на под" вижный контакт потенциометра, а второй соединен с общей шиной.

2. Устройство по и. l, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что в него

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 581386, кл. 6 О1 6 23/36, 06.02.76 (прототип) .