UA122213U - DEVICE FOR EXTENSION OF THE APPLICATION OF THE FORCE TO THE TENSOMETRIC POWER SENSOR - Google Patents

Abstract

Пристрій для розширення кута прикладання сили до тензометричного силовимірювального датчика складається з гілок вимірювального моста, що складається з тензорезисторів. Додатково введені джерело постійного струму, один вихід якого з'єднаний із одним загальним з'єднанням тензорезисторів гілок вимірювального моста, а другий вихід з'єднаний із другим загальним з'єднанням тензорезисторів гілок вимірювального моста, операційний підсилювач, один вхід якого з'єднаний із середнім виводом однієї гілки вимірювального моста, а другий вхід - з середнім виводом іншої гілки вимірювального моста. При цьому вихід операційного підсилювача є виходом пристрою.A device for extending the angle of application of force to a strain gauge force sensor consists of branches of a measuring bridge consisting of strain gauges. Additionally, a DC source, one output of which is connected to one common connection of the strain gauge branches of the measuring bridge, and the second output is connected to the second common connection of the strain gauge branches of the measuring bridge, an operational amplifier, one input of which is connected to the middle output of one branch of the measuring bridge, and the second input - the average output of the other branch of the measuring bridge. The output of the operational amplifier is the output of the device.

Description

Корисна модель належить до галузі приладобудування і може бути використана в системах визначення ваги об'єкта в умовах впливу тангенціального навантаження на силоприймальний елемент силовимірювального тензометричного датчика.The useful model belongs to the field of instrumentation and can be used in systems for determining the weight of an object under conditions of tangential load on the force-receiving element of the force-measuring strain gauge.

Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є рішення, яке використовується в системах виміру сили |1|.The closest to the claimed technical solution is the solution used in force measurement systems |1|.

Недоліком такої системи є похибка вимірювання, обумовлена конструктивними особливостями силовимірювального тензометричного датчика (тензодатчика), які обмежують відхилення кута прикладання сили до силоприймального елемента тензодатчика значенням 195. При перевищенні кута прикладання сили до силоприймального елемента тензодатчика сигнал на виході датчика містить похибки, що призводить до помилок вимірювання.The disadvantage of such a system is the measurement error due to the design features of the force-measuring strain gauge (strain gauge), which limit the deviation of the angle of application of force to the force-receiving element of the strain gauge to the value of 195. When the angle of application of force to the force-receiving element of the strain gauge is exceeded, the signal at the output of the sensor contains errors, which leads to errors measurement.

В основу корисної моделі поставлена задача, яка полягає в тому, щоб розширити допустимий кут прикладання сили до силоприймального елемента тензодатчика з метою зменшення похибок вимірювання.The useful model is based on the task of expanding the allowable angle of force application to the force-receiving element of the strain gauge in order to reduce measurement errors.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий пристрій додатково введені джерело стабільного струму для живлення вимірювального моста тензодатчика, виходи якого з'єднані з першим і другим загальним з'єднанням гілок вимірювального моста, операційний підсилювач, один вхід якого з'єднаний із середнім виводом однієї гілки вимірювального моста, другий вхід - з середнім виводом іншої гілюим вимірювального моста, а вихід операційного підсилювача є виходом пристрою.The problem is solved due to the fact that a source of stable current is additionally introduced into the known device to power the measuring bridge of the strain gauge, the outputs of which are connected to the first and second common connections of the branches of the measuring bridge, an operational amplifier, one input of which is connected to the middle the output of one branch of the measuring bridge, the second input - with the middle output of the other hiluim of the measuring bridge, and the output of the operational amplifier is the output of the device.

На кресленні зображено схему пристрою, що пропонується.The drawing shows the scheme of the proposed device.

Пристрій складається з гілок вимірювального моста, що складаються з тензорезисторів 2, 3, 4, 5, джерела постійного струму 1, один вихід якого з'єднаний із одним загальним з'єднанням тензорезисторів 2 і 4 гілок вимірювального моста, а другий вихід з'єднаний із другим загальним з'єднанням тензорезисторів З і 5 гілок вимірювального моста, операційного підсилювача 6, один вхід якого з'єднаний із середнім виводом однієї гілки вимірювального моста, а другий вхід - з середнім виводом іншої гілюи вимірювального моста, а вихід операційного підсилювача є виходом пристрою.The device consists of the branches of the measuring bridge consisting of tensors 2, 3, 4, 5, a source of direct current 1, one output of which is connected to one common connection of the tensors 2 and 4 of the branches of the measuring bridge, and the second output is connected with the second common connection of tensor resistors C and 5 branches of the measuring bridge, operational amplifier 6, one input of which is connected to the middle terminal of one branch of the measuring bridge, and the second input is connected to the middle terminal of another branch of the measuring bridge, and the output of the operational amplifier is the output device.

Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.

Вимірювальний міст, що складається з двох гілок, одна з яких містить тензорезистори2 із, а друга - містить тензорезистори 4 і 5, живиться стабільним струмом від джерела постійного струму 1. При впливі сили на силоприймальний елемент датчика відбувається деформація тензорезисторів датчика і вимірювальний міст розбалансується.The measuring bridge, consisting of two branches, one of which contains tensor resistors 2 and 2, and the other contains tensor resistors 4 and 5, is fed with a stable current from the direct current source 1. When a force is applied to the load-receiving element of the sensor, the sensor tensor resistors are deformed and the measuring bridge becomes unbalanced.

У середніх виводах гілок вимірювального моста між точками з'єднання тензорезисторів 2 і 3, 4 ї 5, створюється різниця потенціалів, величина якої є функцією від величини струму, що протікає через гілки вимірювального моста, прикладеної сили до силоприймального елемента датчика і передавального коефіцієнта тензорезисторів датчика. Операційний підсилювач 6 підсилює різницю потенціалів між точками з'єднання тензорезисторів 2 і 3, 4 ї 5 і посилене значення надходить на вихід вих.In the middle terminals of the branches of the measuring bridge between the connection points of tensors 2 and 3, 4 and 5, a potential difference is created, the value of which is a function of the amount of current flowing through the branches of the measuring bridge, the force applied to the force receiving element of the sensor and the transmission coefficient of the tensors of the sensor . Operational amplifier 6 amplifies the potential difference between the connection points of tensor resistors 2 and 3, 4 and 5, and the amplified value is sent to the output of

У разі перевищення допустимого значення кута прикладання сили до силоприймального елемента датчика, тензорезистори деформуються нелінійно, що призводить до появи похибки вимірювання пох при живленні вимірювального моста стабільною напругою.In case of exceeding the permissible value of the angle of application of force to the force-receiving element of the sensor, tensor resistors are deformed non-linearly, which leads to the appearance of an error in the measurement of poh when feeding the measuring bridge with a stable voltage.

При живленні вимірювального моста постійним струмом від джерела постійного струму 1 відбувається компенсація похибки пох, викликаної нелінійністю зміни опору тензорезисторів 2, З і 4, 5 гілок вимірювального моста. Компенсація похибки пох відбувається внаслідок зміни внутрішнього опору Рвн джерела постійного струму І, пропорційно зміні опору тензорезисторів 2,When feeding the measuring bridge with direct current from the source of direct current 1, the compensation of the error caused by the non-linearity of the change in the resistance of tensor resistors 2, 3 and 4, 5 branches of the measuring bridge takes place. The compensation of the error occurs as a result of a change in the internal resistance Pvn of the direct current source I, proportional to the change in the resistance of tensor resistors 2,

З і 4, 5 гілок вимірювального моста.With and 4, 5 branches of the measuring bridge.

При цьому відповідним чином змінюється вихідна напруга на виході Ових операційного підсилювача 6, а похибка Опох у вихідному сигналі Ових відсутня.At the same time, the output voltage at the output Ovih of the operational amplifier 6 changes accordingly, and the error Ovih in the output signal Ovih is absent.

Таким чином, збільшення кута прикладання сили до силоприймального елемента силовимірювального тензометричного датчика не призводить до збільшення значення помилки вимірювання.Thus, increasing the angle of force application to the force-receiving element of the force-measuring strain gauge does not lead to an increase in the value of the measurement error.

Нові ознаки дозволяють збільшити кут прикладання сили до силовимірювального елемента силовимірювального тензометричного датчика без внесення похибки в результат вимірювань.New characteristics allow to increase the angle of application of force to the force-measuring element of the force-measuring strain gauge without introducing an error into the measurement result.

Джерело інформації: 1. Датчики силоизмерительньсе тензорезисторнье 1778 ДСТ. К АЖЕ 2.320.005.Т0.Source of information: 1. 1778 DST force-measuring sensors. TO 2.320.005.Т0.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для розширення кута прикладання сили до тензометричного силовимірювального 60 датчика, який складається з гілок вимірювального моста, що складається з тензорезисторів,FORMULA OF A USEFUL MODEL A device for expanding the angle of force application to a strain-gauge force-measuring sensor 60, which consists of the branches of a measuring bridge consisting of tensor resistors, який відрізняється тим, що додатково введені джерело постійного струму, один вихід якого з'єднаний із одним загальним з'єднанням тензорезисторів гілок вимірювального моста, а другий вихід з'єднаний із другим загальним з'єднанням тензорезисторів гілок вимірювального моста, операційний підсилювач, один вхід якого з'єднаний із середнім виводом однієї гілки вимірювального моста, а другий вхід - з середнім виводом іншої гілки вимірювального моста, а вихід операційного підсилювача є виходом пристрою.which differs in that a DC source is additionally introduced, one output of which is connected to one common connection of the tensor resistors of the measuring bridge branches, and the second output is connected to the second common connection of the tensor resistors of the measuring bridge branches, an operational amplifier, one input which is connected to the middle terminal of one branch of the measuring bridge, and the second input is connected to the middle terminal of the other branch of the measuring bridge, and the output of the operational amplifier is the output of the device. смс. 07 оо 2 й З песо оокоосороовкік фе ЇЇ Є щих З | го. вет не | я т Ї ЕНН о Н Її Н ! Мн Манн З : на и Сsms 07 oo 2 y Z peso ookoosoroovkik fe HER IS shchih Z | oh vet not | i t Y ANN o N Her N ! Mn Mann Z: on and S