SU1283519A1 - Многоканальный тензопреобразователь - Google Patents

Description

ю

00

со

СП

1

Изобретение относитс  к измери-г тельной технике, а именно к средствам контрол  механических величин электрическими методами с использованием тензорезисторных первичных преобразователей, особенно при испытани х сложных объектов, требующих многоточечного контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  деформации путем исключени  вли ни  переходного сопротивлени  ключей, коммутирующих цепи питани  тензорезисторных полумостов и исключени  вли ни  дрейфа выходного усилител  путем периодической смены пол рности источников питани  тензорезисторных полумостов.

На фиг. 1 приведена схема многоканального тензопреобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы .

14 ,

Многоканальный тензопреобразова- тель содержит в каждом канале тензо- резисторный полумост I, который состоит из рабочего 2 и компенсационного 3 тензорезисторов, соединенных .последовательно, и общей точкой, соединенных с общей шиной, первый ком- мутатор А, входы которого соответ- ,ственно соединены с выходами полумостов I, суммирующий усилитель 5, входы которого соединены с выходами первого коммутатора 4, две пары транзисторов противоположных типов проводимости в каждом канале, транзистор 6 п-р-п типа и транзистор 7 р-п-р типа образуют первую пару, а транзистор 8 р-п-р типа и транзистор 9.п-р-п типа образуют вторую пару, коллекторы транзисторов 6 и 7 подключены к точке соединени  рабочего тензорезистора 2 к входу первого коммутатора 4, а коллекторы транзисторов 8 и 9 подключены к точке соединени  компенсационного тензорезисто ра 3 к входу первого коммутатора 4, первый дифференциальный усилитель 10 инвертирующий вход которого соединен с эмиттерами транзисторов 7 и 8 - р-п-р типа всех каналов и через резистор 11 с источником положительного напр жени , неинвертирующий вход усилител  10 соединен с источником положительного опорного напр жени , второй дифференциальньй усилитель 12 инвертирующий вход которого соединен с эмиттерами транзисторов 6 и 9 п-р-п типов всех каналов и через ре1

, , fO

15

20

25

283519 2

зистор 13 - с источником отрицательного напр жени , неинвертирующий вход этого усилител  соединен с источником отрицательного опорного на- 5 пр жени , второй коммутатор 14 каналов , первый вход 15 которого соединен с выходом усилител  10, а второй его вход 16 - с выходом усилител  12, выходы 17 второго коммутатора 14 соединены поканально с базами транзисторов 8 (выходы 17 поочередно соедин ютс  с входом 15), выходы 18 этого коммутатора соединены базами транзисторов 6 (выходы 18 поочередно соедин ютс  с входом 16), третий коммутатор 19 каналов, первый вход 20 которого соединен с выходом усилител  10, а второй вход 21 - с выходом усилител  12, выходы 22 третьего коммутатора 19 соединены поканально с базами транзисторов 7 (выходы 22 поочередно соедин ютс  с входом 20), а выходы 23 этого коммутатора - с базами транзисторов 9 (выходы 23 поочередно соедин ютс  с входом 21), базы всех транзисторов р-п-р типа (6 и 9), кажда  через свой резистор 24, соединены с источником напр жени  отрицательной пол рности , а базы транзисторов 7 и 8 р-п-р типа (кажда  через свой резистор 25) соединены с источником напр жени  положительной пол рности, управл ющие входы 26 всех коммутаторов соединены с выходами 27 блока 28 управлени .

Многоканальный тензопреобразова- тель работает следующим образом.

Блок 28 управлени  вырабатьшает коды, которые управл ют коммутаторами 4, 14 и 19 следующим образом. За период работы одного канала коммутатор 4 включен посто нно (фиг.2, гра- j фик 1). За первую половину периода работы одного канала коммутатор 14 соедин ет выходы усилителей 10 и 12 с базами транзисторов 8 и 6 одного канала, при этом через рабочий тен- зорезистор 2 протекает ток отрицательной пол рности, а через компенсационный тензорезистор 3 протекает ток положительной пол рности. При этом коммутатор 19 отключает все каналы .

Если тензорезисторы не имеют деформации , то падени  напр жений на них равны, и на вход суммирующего усилител  поступают равные по вели30

35

40

50

55

чине и противоположные по знаку напр жени , и выходное напр жение равно нулю. При наличии деформации на выходе суммирующего усилител  возникает напр жение, соответствующее знаку деформации (фиг.2, графики 4 и 5).

За вторую половину периода работы одного канала коммутатор 19 соедин ет выходы усилителей 10 и 12 с базами транзисторов 7 и 9 этого канала , а коммутатор 14 отключает все каналы. Пол рность питающих тензо- резисторов 2 и 3 токов измен етс  на обратную, и таким же образом измен етс  пол рность выходного сигнала {фиг. 2, графики 4 и 5). На других каналах схема работает аналогично (фиг.2, графики 6, 7 и 8, 9).

На выходе суммирующего усилител  формируетс  двухпол рное напр жение If-,, амплитуда которого пропорциои ЫХ

нальна измер емому параметру.

Так как каждый из транзисторов 6-9  вл етс  в период своей работы выходным каскадом источника тока, образованного одним из усилителей 10 или 12, то переходное сопротивление ключей коммутаторов 14 и 19 не вли ет на величину выходного тока и допустимое падение напр жени  на тензорезисторе, которое в данном случае может быть выбрано исход  из максимального тока, допустимого дл  тензорезистора, что позвол ет увеличить падение напр жени  на транзисторах примерно в 2 раза по сравнению с существующими схемами, а использование изменени  пол рности за период работы одного канала исключает погрешности , св занные с дрейфами суммирующего усилител  и остаточными напр жени ми на ключах коммутатора 4.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Многоканальный тензопреобразова- тель, содержащий в каждом канале полумост из последовательно включенных рабочего и компенсационного тензо- резисторов, обща  точка которых соединена с общей шиной, первый татор, входы которого соединены с выходами-полумостов, каждого -канала, источники отрицательного и положительного напр жени , суммирующий усилитель , входы которого соединены с выходами первого коммутатора, первый дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с источником положительного напр жени  через резистор, неинвертирующий вход этого усилител  соединен с источником положительного опорного напр же- .5 НИН, второй дифференциальный усилитель , инвертирующий вход которого соединен с источником отрицательного напр жени  через резистор, неинвертирующий вход этого усилител  соединен fO с источником отрицательного напр жени , второй коммутатор, первый вход которого соединен с выходом первого усилител , а второй вход - с выходом второго усилител  блок уп- t5 равлени  коммутаторами, отличающий с   тем, что, с целью повышени  точности, он снабжен двум  парами транзисторов противоположных типов проводимости на каждьш полу- 0 мост, коллекторы транзисторов р-ти- па и п-типа первой пары подключены к точке соединени  рабочего тензорезистора и входа первого коммутатора, коллекторы второй пары транзисторов 5 подключены к точке соединени  компенсационного транзистора и входа первого коммутатора, эмиттеры всех транзисторов п-р-п-типа соединены с инвертирующим входом второго усипи- 0 тел , эмиттеры всех транзисторов р-п-р-типа соединены с инвертирующим входом первого усилител , база каждого транзистора п-р-п-типа через резистор соединена с источником от- 5 рицательного опорного напр жени , j база каждого транзистора р-п-р-типа через резистор соединена с источником положительного напр жени , базы транзисторов п-р-п-типов, коллекто- 0 ры которых подключены к вьшодам рабочих тензорезисторов, и базы транзисторов р-п-р-типов, коллекторы которых подключены к компенсационным тензорезисторам, соединены с соот- 5 ветствующими выходами второго коммутатора и третьим коммутатором, пер- вый вход которого соединен с выходом первого усилител , второй вход - с выходом второго усилител , выхо- 0 ДЫ - с соответствующими базами транзисторов р-п-р-типа, коллекторы ко- , торых соединены с вьшодом рабочего : тензорезистора, и с соответствующими базами транзисторов п-р-п-типа, кол- j лекторы которых соединены с компенсационными тензорезисторами полумостов , а управл ющие входы всех коммутаторов соединены с выходами блока управлени .

   11-1}нанал i канал )кана/1

   1 I-Ij 1

   io if to tj io ti

   и

   W

   и

   inii- n uenmiHtSi

   0ciS.2