SU970240A1 - Тензометрическое устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при измерени х, например , ускорений, давлений, деформаций тензометрическими датчиками.

Известно тензометрическое устройство , содержащее тензомост, источник напр жени  питани  моста, усилитель, включенный в измерительную диагональ тензомоста, блок конт-. рол , выполненный в виде согласующих элементов и компараторов, последовательно подключенных к каждой вершине измерительной диагонали тензомоста , и логических элементов, соединенных с входом исполнительного элемента. Блок контрол  вы вл ет обрывы и короткие замыкани  плеч тензомоста 1.

Недостатком данного устройства  вл етс  наличие сложного блока контрол , не обеспечивающего достоверного обнаружени  неисправностей тензомоста при питании его от источника стабильного тока. Блок контрол , например,-не видает сигнал неисправности в случае короткого замыкани  двух тензометров незазёмленной вершины диагонали питани  теН зомоста, ак как источник тока измен ет при этом свое выходное напр жение до величины, котора  воспринимаетс  блоком контрол  как соответствующа  исправному состо нию тензомоста.

Известно тензометрическое устройство , содержащее четырюхплечий мост, источник посто нного тока питани  моста, усилитель, включенный в измерительную диагональ моста , регистратор и блок контрюл ,содержащий нуль-органы, источники опорного напр жени , ключи, схему совпадений, генератор импульсов и делитель частоты С2..

Данное устройствЪ обеспечивает автоматическое распознавание обрывов и коротких замыканий в плечах моста при его питании от источника тока 2

Однако в тех случа х физических измерений, когда необходимо обнаруживать неисправности моста без распознавани  вида неисправности (обрыв или короткое замыкание), но при мини ЁlЛьныx габаритах и массе блока контрол , известное устройство оказываетс  сложным. Недостатком данного устройства  вл етс  наличие большого числа сложных узлов блока контрол  снижанхцих надежность его работы. Цель изобретени  упрощение устройства и повышение надежности его работы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном тензометрическом устройстве, содержащем четырехплечий мост, источник посто нного тока, усилитель., включенный в измерительную диагональ моста, блок контрол  с генератором сигнала неисправности, подключенным к первому входу исполнительного элемента , второй вход которого соедине , с выходом усилител , а выход подключей к регистратору, блок контрол  выполнен в виде опорного элемента , включенного кюткду плюсовым выводом источника посто нного тока и вершиной диагонали питани  моста, соединенной с общей :ШИной устройства первого МОП-транзистора обедненного типа с п-каналом,второго МОП-транзистора обогащенного типа с р-каналом , причем исток первого и сток второго МОП-транзисторов соединены с плюсовым выводом источника посто нного тока и третьим входе исполнительного элемента, сток первого и исток второго МОП-транзисторов подключены к нулевой шине, а затворы МОП-транзисто РО9 соединены с минусовым выводом источника посто нного тока и другой вершиной диагонали питани  моста На фиг. 1 представлена функциональна  схема тензометрйческого устройства; на фиг. 2 - крива  зависимости напр жени  на опорном эле менте от изменени  напр жени  незаэемленной вершины диагонали питани  моста. 1„ I Тензометрическое устройство соде жит мост 1 с тенэодатчиками, источник 2 посто нного тока питани  моета , усилитель 3, св занный с измери тельной диагональю моста с вершинами 4 и 5, блок б контрол  моста 1, включающий опорный элемент 7, соеди ненный последовательно с источником 2 тока, МОП-транзистор 8 обеднённог типа с п-каналом, МОП-транзистор 9 обогащенного типа с р-каналом, испо нительный элемент 10 генератор 11 сигнала неисправности. Исток транзи тора 8 и сток транзистора 9 соедине с полюсовым выводом источника 2 ток и входом исполнительного элемента 1 Сток транзистора 8 и исток транзистора 9 соединены с нулевой шиной ус . ройства и вершиной 12 диагонали пит ни  моста 1, а затворы транзисторов 8 и 9 подключены к вершине 13 диаго нали питани  моста. Вершины 12 и 13 диагонали питани  моста 1 соединены выводами с остальными элементами сх мы соответственно в точках 14 и 15. Выходы усилител  3 и генератора 11 сигнала неисправности подключены к исполнительному элементу 10, котоснлй переключает их на регистратор 16 в зависимости от величины напр жени  и с опорного элемента 7.-Номинальное значение напр жени  U-j,, выбираетс  минимально необходимой величины дл  управлени  исполнительным элементом 10. В качестве опорного элемента 7 может быть применен, например, низковольтный стабилитрон. Устройс.гво работает следухюим образе . В нормальном режиме работы (при отсутствии обрывов и коротких за {Иканий моста Т) сигнал с вершин 4 и -5 измерительной диагонали моста поступает на усилитель 3 и далее с его выхода на исполнительный элемент 10. Выходное напр жение источника 2 тока и,ц:падает . на сопротивлении моста; 1 (и эн ) и Ьпорном элементе 7 (и-,ц). В этом режиме напр жение верошны 13 относительно нулевой шины соответствует номинальному значению IJ-UH обусловленному значени ми сопротивлений плеч моста при згщаннсМ токе питани . Изменение сопротивлений плеч моста 1 под воздействием измер емого параметра вызывает изменение напр жени  пределах заранее установленного допуска. Между истоком и стоком МОП-транзисторов 8 и 9 приложено напр жение UTHМежду затвором и истоком транзистора В приложено напр жение UJH источника 2 тока, а между затвором .и истоком транзистора 9 - напр жение диагонали питани  моста 1. Напр жение отсечки МОП-транзистора обедненного типа с п-каналом  вл етс  величиной отрицательной и выбрано из услови  |UoTcal l42Mf Поэтому МОП-транзистор 8 в нормальном режиме работы закрыт. Напр жение отсечки МОП-транзистора 9 обогащенного типа с р-каналом  вл етс  величиной отрицательной и вы;брано из услови  Поэтому МОП-тра11зистор 9 в нор 1альном режиме работы также закрыт. Входное сопротивление МОП-транзисторов превышает величину Ю Ом,поэтому они не: вли ют на НОМИНЕШЬНЫЙ ток питани  моста. Уровень напр жени  и7цс опорного элемента 7 воспринимаетс  исполнительным элементе 10 как соответствующий исправной работе моста 1. Поэтому ис-: полнительный элемент 1U подключает на вход регистратора 16 измерительный сигнал с усилител  3. В аварийном режиме работы моста 1 возможны следующие виды неисправностей, вы вл емые блоком 6 контрол : а)короткое замыкание в одном или нескольких плечах моста 1 (цепи 4-12 4-13, 5-12, 5-13;; б)обрыв в однсм или нескольких, плечах моста 1 .(цепи 4-12, , 55-13 ); В) обрыв одного или двух выводов моста 1 (цепи 12-14, 13-15li г) комбинации коротких замыканий и обрывов цепей, перечисленных в пп а, б и в. Общее количество вариантов по, зс& видам неисправностей, включа  камби нации коротких зa 4ЫкaнИй и обрывов по п.г, будет равно произв е| йю числа вариантов по пп. а, б и в видо неисправностей, т.е. 15 X 15 X 3-675. В аварийных режимах работы напр ж ние вершины 13 моста 1 за счет равоты источника 2 стабильного тока будет значительно отличатьс  от номи нального значени  установленного дл  нормального реж12ма работы. При коротких з๫сани х плеч мос та 1 напр жение источника 2 тока уменьшаетс  При ) UOTCQ{ открываетс  мот-транзистор 8j шунтиру  опорный элемент 7. МОП-транзистор 9 при этом закрыт. ПРИ -обрывах плеч моста 1 или выводов 13-15, 12-14 напр жение источника 2 тока возрастает. При IU.13 t I огсэ открываетс  МОП-транзистор 9, шунтиру  опорный . элемент 7. МОП-транзистор 8 при этом закрыт. Следовательно,в аварийных режимах вследствие щунтирован1с  опорного элемента 7 каким-либо из транзйсторов 8 или 9 (в зависимости от вида неисправности) на вход исполнительного элемента 10 не постут1ает Необходимей уровень напр жени  U-,,. Это воспринимаетс  исполнительным элементом 10 как неисправна  работа моста 1. исполнительный элемент 10 отключает от регистратора 16 выход усилител  13 и подключает выход ./ .генератора 11 сигнала неисправности Введение в блок контрол  6 МОПтранзисторов 8 и 9 и опорного элемента 7, выполненного на основе стабилитрона , облегчает решение задачи миниатюризации конструкции тензометрического устройства за счет применени  современных технологических методов изготовлени  электрорадиоэлементов . изобретени  Тенз |етрическое устройство, содержёццее четырехплечий мост/ источник посто нного тока, усилитель, включенный в измерительную диагональ моста, блок контрол  с генератором сигнала неисправности, подключенным к первому входу исполннтельнога элемента, второй вход которого соединен с выходом усилител , а выход подключен к регистратбру , о т л и ч а ю ta е е с   тем, что, с целью упрснцеки  устройства и повышени  надежности его работы, блок контрол  выполнен в виде опорного элемента, включеннодто между полюсовьт выводом источника посто нного тока и вершиной диагонали пи- тани  моста, соединенной с обцей шиной устройства,первого МОП-транзис- . тора обеднённого типа с п-каналом второго МОП-транзистора обогащенного типабр-кангшом, причем исток первого и сток второго МОП-транзисторов соединены с плюсовым выводом источника посто нного тока и третьиг входом исполнительного элемента, сток первого и исток второго МОП-транзисторов подключены к нулевой шннё/ а затворы МОП-транзисторов соединены с MHHycostM выводом источника п сто нного тока и другой вершинрй диагонали питани  моста. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №624108, кл. G 01.В 7/16, 1978. 2,Авторское свидетельство СССР 702797,кл. G 01 В 7/16, 1978.

I

.г

о

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Тензометрическое устройство, содержащее четырехплечий мост, источник постоянного тока, усилитель, включенный в измерительную диагональ моста, блок контроля с генератором сигнала неисправности, подключенным к первому входу исполнительного элемента, второй вход которого соединен с выходом усилителя, а выход подключен к регистратбру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности его работы, блок контроля выполнен в виде опорного элемента, включенного между полюсовьвй выводом источника постоянного тока и вершиной диагонали пи- ^г тания моста, соединенной с общей шиной устройства,первого МОП-транэистбра обедненного типа с η-каналом второго МОП-транзистора обогащенного типаб p-каналом, причем исток первого и сток второго МОП-транзисторов соединены с плюсовым выводом источника постоянного тока и третьим входом исполнительного элемента, сток первого и исток второго МОП-транзисторов подключены к нулевой шине, а .затворы МОП-транзисторов соединены с минусовым выводом источника постоянного тока и другой вершиной диагонали питания моста.