Claims (1)
Изобретение относитс к к электроизмерительной технике, а именно к авт матическим цифровым мостам, и может быть использовано дл измерени деформаций с помощью тёнзорезисторов или других физических величин с помощью датчиков сопротивлени в информационных измерительных системах. Известны устройства, позвол ющие производить измерение сопротивлени и относительного изменени сопротивлени тензорезисторов при различных величинах номинального значени тёнзорезисторов . Эти устройства представ л ют собой автоматически уравновешиваемые мостовые схемы, состо щие из четырех плеч, в одно из которых включаетс тензорезистор, другое плечо в л етс плечом сравнени (представл ет собой магазин проводимостей), а два других плеЧа используютс дл переклю чени пределов измерени при переходе от одного «оминального значени сопротивлени тензорезистора к друго му. Недостатке известных устройств вл етс зависимость показаний устрой ства от величины сопротивлени линии св зи, котора при использовании этих устройств в составе информационных измерительных систем достигает весьма больших значений (до нескольких Ом) и измен етс под воздействием внешни трудно учитываемых факторов. Подобна зависимость приводит к по влению дополнительной погрешности измерени . Существует возможность устранени вли ни сопротивлени линии св зи на результат измерени при работе с тензорезисторами с различными номинальными значени ми . Устройство, решающее эту задачу и наиболее близкое к предлагаемому, входит в состав измерительной информационной системы дл статических прочностных испытаний типа К732. Оно содержит мостовую измерительную схему, образованную тензорезистором , подключенным в схему трехпроводной линией св зи, посто нными и равнь и между собой резисторами верхних плеч мостовой схемы, плечс ч сравнени , образованньд магазином проводимостей, шунтируемым резистором , коммутационное устройство, подключающее тензорезистор в мостовую схему при помощи ключей, нуль-орган, хему управлени и выдачи результата равновешивани в кодовой форме. Принцип работы устройства основан на поразр дном уравновешивании мостовой схемы. Возможность работы устройства с тензорезисторами с различными номинальными значени ми обеспечиваетс путем перестройки магазина проводимостей дл каждого номинального значени тензорезистора. Магазин проводимостей состоит из 13 разр дов при разр дности выходного кода в 11 разр дов. Дл измерени сопротивлени тензорезистора с первым номинальным значением ( 100 Ом) используетс набор разр дов с 1-го по 11-й, дл измерени сопротивлени тензорезистора с другим номинальным значением (200 используетс набор разр дов со 2-го по 12-й и т.д. Таким образом дл каждого номинального значени со противлени тензорезистора используетс свой набор разр дов магазина проводимостей. В данной схеме цифрового моста устранено вли ние сопротивлени проводников линии св зи на результат из мерени . Однако в этом цифровом мосте настройку магазина проводимостей необходимо производить дл каждого номинального значени сопротивлени тензорезистора, что требует большой затраты рабочего времени; невозможно обеспечить точную подгонку разр дов которые вход т в разные диапазоны измерени , что приводит к увеличени инструментальной погрешности в определенных точках диапазона измерений Целью изобретени вл етс обеспечение работы цифрового маета с рабочи ми тензорезисторами различных номинал ных значений при сохранении неизменными как магазина проводимостей, так и посто ннх плеч мостовой схемы, что обеспечивает компенсацию вли ни сопротивлени проводов линии св зи на результат измерени при одновременно упрощении настройки прибора и уменьш нии инструментальной погрешности. Это достигаетс тем, что в автома ческий уравновешенный четырехплечий мост, содержащий рабочий тензореэист включенный по трехпроводной схеме, к торый включаетс коммутационным устройством в одно из плеч моста, мага зин проводимостей, включенный в другое плечо моста, посто нные резистор образующие последние два плеча мост последовательно соединенные нуль-орган и схему управлени и выдачи ре эультата уравновешивани в кодовой форме, включенные в измерительную ди гональ моста, введены делители напр жени по числу номинальных значений сопротивлений датчика, при зтом мага ЗИН проводимостей включен параллельно одному из плеч делител напр жени . На чертеже представлена электрическа схема автоматического уравновешенного четырехплечегс моста. Он содержит мостовую измерительную схему, образованную тензорезистором 1, подключаемый в схему трехпроводной линией св зи с сопротивлением проводов 2, посто нными и равными между собой резисторами 3 и 4 верхних плеч мостовой схемы, плечом сравнени , образованным набором делителей 5-12 напр жени , подключаемых в плечо сравнени посредством контактов ключей 1320 , и магазином 21 проводимостей, подключенным параллельно одному из плеч выбранного делител напр жени , коммутационное устройство 22, подключающее тензорезистор в мостовую схему при поипомощи ключей 23, 24, 25, нуль-орган 26, 27 управлени и выдачи результата уравновешивани в кодовой форме. Принцип работы устройства основан на поразр дном уравновешивании мостовой схемы под воздействием сигналов с нуль-органа 26 и схемы 27 управлени уравновешиванием. В зависимости от выбранного номинального значени тензорезистора и диапазона измерени в плечо сравнени включаетс тот или иной делитель напр жени , величина плеч которого выбираетс исход из указанных параметров тензорезистора. Из услови равновеси мостовой измерительной схемы в конце цикла уран новешивани при включенном i-ом делителе , где 1 -1,2,3,4 получаем ( )( ) где iR - сопротивление тензорезистора 1, Т 2 -сопротивление провода 2, Rj -сопротивление резистора 3, -сопротивление резистора 4, R,- и R -параметры верхнего и нижнeVo плечей 1 -го делител напр жени соответственно , Y -значение проводимости магазина проводимостей, соответствующее равновесию мостовой схемы. Верхние плечи мостовой схемы выбраны равными по величине. При этом условии получаем Из выражени (2) видно, что значение сопротивлени тензорезистора, полученное в виде кодового эквивалента , не зависит от сопротивлени проводов линии св зи. Можно сделать вывод, что предлагаема схема позвол ет обеспечить работу устройства с тензорезисторами с- различными номинальными значени ми сопротивлени без перестройки магазин проводимостей при отсутствии вли ни сопротивлени проводов линии св зи на результат измерени . Выбор параметров делител напр жени Я, и 1, дл каждого конкретного номинального значени сопротивлени тензорезистора и заданного диапазона его изменени производитс исход из системы уравнений| составленной на основании выражени (2) : ЧмАкс 1 1ДАИН верхнер и нижнее значени сопротивлени тензо резистора сопротивлени тензорезистор соответственно,Y. ответствующие этим значени м велико чины проводимостей магазина проводимостей . Формула изобретени Автоматический уравновешенный четырехплечий мост., содержащий рабочий тензорезистор, включенный по трехпроводной схеме, который включаетс коммутационньзм устройством в одно из плеч моста, магазин проводимостей, включенный в другое плечо моста, посто нные резисторы, образующие последние два плеча моста, последовательно соединенные нуль-орган и схему управлени и выдачи результата уравловешива НИН в кодовой форме, включенные в измерительную диагональ моста, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены делители напр жени по числу номинальньох значений сопротивлений датчика, при этом магазин проводимостей включен параллельно одному из плеч делител напр жени .The invention relates to electrical measuring equipment, namely, automatic digital bridges, and can be used to measure deformations with the help of strain gauges or other physical quantities using resistance sensors in information measurement systems. Devices are known that make it possible to measure the resistance and the relative change in the resistance of the strain gauges for various values of the nominal value of the strain gauges. These devices are automatically balanced bridge circuits consisting of four arms, one of which includes a strain gauge, the other arm is provided with a comparison arm (it is a conduction store), and the other two plugs are used to switch measurement limits at the transition from one "nominal value of the resistance of the strain gauge to another. A disadvantage of the known devices is the dependence of the readings of the device on the magnitude of the resistance of the communication line, which, when used with these devices as part of information measuring systems, reaches very large values (up to several ohms) and changes under the influence of external factors that are difficult to take into account. Such a dependence leads to the occurrence of an additional measurement error. It is possible to eliminate the effect of line resistance on the measurement result when working with strain gages with different nominal values. The device that solves this problem and is closest to the proposed one is a part of the measurement information system for static strength testing of the type K732. It contains a pavement measuring circuit formed by a strain gauge connected to the circuit by a three-wire communication line, constant and equal, and between each other by the upper arm resistors of the bridge circuit, a comparison circuit formed by a resistive shunt resistor, a switching device connecting the strain gauge to the bridge circuit using keys, null authority, control management and outputting the equilibrium result in code form. The principle of operation of the device is based on the equalization of the bridge circuit with the bottom. The ability to operate the device with strain gauges with different nominal values is provided by rebuilding the store of conductances for each nominal value of the strain gauge. The conductivity store consists of 13 bits with an output code size of 11 bits. To measure the resistance of the strain gauge with the first nominal value (100 Ohm), a set of bits 1 through 11 is used, to measure the resistance of the strain gauge with a different nominal value (200 uses the set of bits from the 2nd to 12 th and t. Thus, for each nominal value of the resistance of the strain gauge, its own set of conductivity store bits is used. In this digital bridge scheme, the influence of the resistance of the communication line conductors on the measurement result is eliminated. However, in this digital bridge It is necessary to produce conductivities for each nominal value of the resistance of the strain gauge, which requires a lot of working time. It is impossible to ensure an accurate fit of bits that fall in different measurement ranges, which leads to an increase in instrumental error at certain points of the measurement range. mata with working strain gauges of different nominal values while maintaining both the conductivity store and the constant HHX shoulder bridge circuit that provides compensation for the effect of the resistance wire link on the result of measurement at the same time simplifying the configuration of the device & Reduction SRI instrumental error. This is achieved by the fact that an auto-balanced four-arm bridge containing a working tensorist included in a three-wire circuit, which is switched by a switching device into one of the bridge arms, a conduction shop connected to the other bridge arm, and a constant resistor forming the last two arms in a bridge The connected zero-body and control circuit and the output of the equilibration result in code form, included in the measuring diagonal of the bridge, voltage dividers by the number of nominal values are introduced the resistance of the sensor, with this magician, the ZIN of conductivities is connected parallel to one of the arms of the voltage divider. The drawing shows an electrical diagram of an automatic balanced quadruple bridge. It contains a bridge measuring circuit formed by a strain gauge 1, connected to the circuit by a three-wire communication line with the resistance of wires 2, constant and equal to each other resistors 3 and 4 of the upper shoulders of the bridge circuit, a reference arm formed by a set of voltage dividers 5-12 connected into the comparison arm by means of the contacts of the keys 1320, and the conductance shop 21 connected in parallel to one of the arms of the selected voltage divider, the switching device 22 connecting the strain gauge to the bridge circuit with oipomoschi keys 23, 24, 25, the zero-body 26, 27 and outputting the control result equilibration in code form. The principle of operation of the device is based on the proportional balancing of the bridge circuit under the influence of signals from the null organ 26 and the balance control circuit 27. Depending on the selected nominal value of the strain gauge and the measuring range, one or another voltage divider is included in the reference arm, the size of the arms of which is selected based on the specified parameters of the strain gauge. From the equilibrium condition of the bridge measuring circuit at the end of the cycle, uranium was weighted with the i-th divider turned on, where 1 -1,2,3,4 we get () () where iR is the resistance of the strain gauge 1, T 2 is the resistance of the wire 2, Rj is the resistance resistors 3, -resistance of resistors 4, R, - and R-parameters of the upper and lower Vo of the shoulders of the 1st divider of the voltage, respectively, Y-value of the conductivity of the conductivity store, corresponding to the equilibrium of the bridge circuit. The upper shoulders of the bridge circuit are chosen equal in size. Under this condition, we obtain From expression (2) that the resistance value of the strain gauge obtained as a code equivalent does not depend on the resistance of the communication line wires. It can be concluded that the proposed scheme allows to operate the device with resistance strain gages with different nominal resistance values without rearrangement of the conductivity store in the absence of the influence of the resistance of the communication line wires on the measurement result. The choice of the parameters of the voltage divider I, and 1, for each specific nominal value of the resistance of the strain gauge and the specified range of its change is based on the system of equations | Compiled on the basis of the expression (2): FsAx 1 1 DAIN upperner and lower resistance values of the strain gauge of the resistance of the strain gauge, respectively, Y. the conductivities of the conductivity store corresponding to these values. Claims of an Automatic Balanced Four-Shoulder Bridge, containing a working strain gauge, connected in a three-wire circuit, which includes switching the device into one of the bridge shoulders, a conduction store, connected to the other shoulder of the bridge, constant resistors forming the last two shoulders of the bridge connected in series to zero. the organ and the control circuit and the output of the NIN balancer in the code form included in the measuring diagonal of the bridge, characterized in that, in order to improve the accuracy In this case, voltage dividers are introduced into it according to the number of nominal values of the resistances of the sensor, while the store of conductivities is connected parallel to one of the arms of the voltage divider.