Тензометричний пристрій

Тензометричний пристрій, що включає тензоміст, схему перемикання, підсилювач, аналогоцифровий перетворювач, блок обробки даних і джерело живлення, який відрізняється тим, що до джерела живлення паралельно діагоналі живлення тензомоста підключений зразковий напівміст, вихід котрого з'єднаний з першим входом схеми перемикання, до другого та третього входу якої підключена вимірювальна діагональ тензомоста. (19) (21) 20041210369 (22) 16.12.2004 (24) 16.01.2006 (46) 16.01.2006, Бюл. № 1, 2006 р. (72) Потильчак Олексій Петрович, Черепащук Григорій Олександрович (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. М.Є. ЖУКОВСЬКОГО "ХАРКІВСЬКИЙ АВІАЦІЙНИЙ ІНСТИТУТ" 3 11599 4 ключа 11 підключені до другого та третього входів значень, а також часового та температурного схеми перемикання. Входи ключів 12, 13 з'єднані дрейфу цих параметрів, абсолютне значення різта підключені до першого входу схеми перемиканниці Δ додаткових напруг може складати 0,05Uвих. ня, вхід ключа 14 з'єднаний з входом ключа 11, Можливими відказами тензомоста є вхід ключа 15 з'єднаний з виходом ключа 11. Ви- обрив з'єднувальних провідників; ходи ключів 12, 14 та 13, 15 попарно з'єднані між - руйнування тензорезистора; собою і підключені до виходів схеми перемикання. - відшарування тензорезистора від чутливого Керуючі входи ключів 11-15 підключені до керуюелементу або об'єкту дослідження. чого входу схеми перемикання, причому керуючі Два перших відкази легко ідентифікуються, входи ключів 12, 14 та 13, 15 попарно з'єднані між тому що вихідна напруга тензомоста в такому висобою. падку виходить за межі можливих під час нормаПристрій працює наступним чином. Тензоміст льної роботи значень. Відшарування тензорезис1 перетворює механічну величину, що вимірюєтьтора, що призводить до повної або часткової ся, в електричний сигнал. Напруга на вимірювальвтрати ним чутливості, неможливо визначити, не ній діагоналі тензомоста дорівнює: подаючи на вхід пристрою зразкове значення величини, що вимірюється. R , Uвих Uжив При повній втраті чутливості одним з тензореR зисторів напруга на вимірювальній діагоналі тенде Uжив - вихідна напруга джерела живлення зомоста дорівнює 2; 3 R . Uвих Uжив R - зміна опору тезорезисторів тензомоста 4R 2 R під дією механічної величини, що вимірюється; Значення додаткових напруг в цьому випадку R - номінальний опір тензорезисторів тензоскладають моста. R Вимірювальна діагональ тензомоста разом з , U' Unum 2R виходом зразкового напівмоста 3 підключена до R схеми перемикання 7, за допомогою якої реалізу. U' ' ються різні комбінації їх включення з метою конт4R 2 R ролю працездатності тензомоста. Вихідний сигнал Абсолютне значення різниці між ними дорівсхеми перемикання підсилюється підсилювачем 8 і нює подається на аналого-цифровий перетворювач 9, R 1 U' U' ' Uвих де перетворюється у цифровий код, котрий пода4R 2 R 3 ється на вхід блоку обробки даних 10. Блок обробКонтроль працездатності тензомоста здійснюки даних виконує обробку вимірювальної інфорється наступним чином. Під час градуювання примації, формує вихідний цифровий код пристрою, а строю балансується зразковий напівміст. Для цьотакож управляє роботою схеми перемикання 7 го на управляючі входи електронних ключів 11, 12 шляхом подачі на її управляючий вхід трьохрозрята 14 подається "логічна 1", тобто на виході схеми дного двійкового коду і робить висновок про праперемикання - додаткова напруга U', а вимірювацездатність тензомоста 1. Під час роботи прильну діагональ тензомоста 1 закорочено. Регулюстрою використовуються такі стани схеми ючи змінний резистор 6, досягають нульового знаперемикання: чення U'. Номінальні опори прецизійних резисторів 1. На управляючі входи всіх ключів подано 4, 5 та змінного резистора 6 мають бути підібрані "логічний 0". В цьому разі до виходу схеми перетаким чином, щоб микання 7 підключена вимірювальна діагональ R4=R5+0,5R6, тензомоста 1, і напруга на виході схеми перемиR6=0,02R4. кання дорівнює Uвих . Під час роботи пристрою блок обробки даних 2. На управляючі входи ключів 12 та 14 подано 10 періодично здійснює контроль працездатності "логічну 1", на управляючі входи інших ключів тензомоста, змінюючи стан схеми перемикання 7 "логічний 0". В цьому разі один з напівмостів тентаким чином, що на її виході мають місце додаткозомоста 1 заміщений зразковим тензомостом 3, і ві напруги U' та U". Після підсилення та аналогона виході схеми перемикання - додаткова напруга цифрового перетворення додаткових напруг блок U'. обробки даних 10 обчислює цифровий код, що 3. На управляючі входи ключів 13 та 15 подано відповідає різниці абсолютних значень додаткових "логічну 1", на управляючі входи інших ключів напруг. Якщо отриманий код перевищує допусти"логічний 0''. В цьому разі другий напівміст тензо0,05Uвих , то блок ме значення, що відповідає моста 1 заміщений зразковим тензомостом 3, і на обробки даних приймає рішення про відшарування виході схеми перемикання - додаткова напруга U". тензорезистора і видає відповідний сигнал. ПереДля працездатного тензомоста абсолютні знавагами представленого пристрою у порівнянні з чення додаткових напруг дорівнюють одне одноаналогами є: му: - значне спрощення схеми; R Uвих U' U' ' Uжив . - можливість окремого контролю працездатно2R 2 сті тензомоста. Проте, в наслідку відхилення початкового опору та чутливості тензорезисторів від номінальних 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 11599 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601