×
09.06.2019
219.017.7c10

ПОЛУМОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в тензометрии. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления в напряжение содержит полумост, два операционных усилителя, источник напряжения, три резистора, дифференциальный усилитель и сумматор. Технический результат - повышение помехоустойчивости преобразователя при действии на полумост синфазной помехи. Это достигается компенсацией тока синфазной помехи с помощью дифференциального усилителя, резистора и сумматора. Компенсация напряжения синфазной помехи не влияет на частотную характеристику преобразователя. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения приращений сопротивлений, в частности, в тензометрии.

Известно устройство для дистанционного измерения физических величин, содержащее измерительную мостовую схему, источник напряжения и два операционных усилителя. Такое устройство позволяет преобразовывать измеряемую величину физического параметра в напряжение (см. А.С. №905626, МПК G01B 7/16, 1980 г.).

Недостатком устройства является его низкая помехозащищенность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является полумостовой преобразователь сопротивления в напряжение, описание которого приведено в книге «Интегральная электроника в измерительных устройствах», стр.81, автор Гутников B.C. М: Энергоатомиздат, 1988.

Полумостовой преобразователь сопротивления в напряжение содержит полумост с пятипроводной соединительной линией. Питание полумоста осуществляется от одного источника питания. Один операционный усилитель, включенный по схеме повторителя напряжения, поддерживает напряжение питания на первом выводе полумоста. Другой операционный усилитель подает на второй вывод полумоста такое напряжение, при котором на среднем выводе полумоста поддерживается половина напряжения источника питания. Выходное напряжение снимается с второго вывода полумоста, оно пропорционально разности сопротивлений плеч полумоста. Недостатком предложенного прототипа является его низкая помехозащищенность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости полумостового преобразователя приращения сопротивления в напряжение.

Технический результат достигается тем, что в полумостовом преобразователе приращения сопротивления в напряжение, содержащем полумост, первый вывод которого через первый токовый провод соединен с выходом первого операционного усилителя и через первый потенциальный провод соединен с его инверсным входом, средний вывод полумоста соединен через второй потенциальный провод с инверсным входом второго операционного усилителя, неинверсный вход которого через один резистор соединен с общей шиной и через другой резистор соединен с неинверсным входом первого операционного усилителя, источник питания полумоста, один вход которого соединен с общей шиной преобразователя, а другой соединен с неинверсным входом первого операционного усилителя, второй вывод полумоста через второй токовый провод соединен с первым выводом дополнительного резистора и неинверсным входом дополнительного дифференциального усилителя, инверсный вход которого соединен с вторым выводом дополнительного резистора и выходом второго операционного усилителя.

Выход дифференциального усилителя соединен с первым входом дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с неинверсным входом второго операционного усилителя, а третий его вход соединен через третий потенциальный провод с вторым выводом полумоста, при этом выход сумматора является выходом преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя приращения сопротивления в напряжение.

Преобразователь содержит полумост 1, вывод 2 которого через токовый провод 3 подключен к выходу операционного усилителя 4, инверсный вход которого подключен через потенциальный провод 5 к выводу 2 полумоста 1. Средний вывод 6 полумоста 1 через потенциальный провод 7 подключен к инверсному входу операционного усилителя 8, неинверсный вход которого через резистор 9 соединен с общей шиной и через резистор 10 - с неинверсным входом операционного усилителя 4. Источник питания 11 включен между неинверсным входом операционного усилителя 4 и общей шиной преобразователя. Вывод 12 полумоста 1 через токовый провод 13 и последовательно с ним включенный резистор 14 соединен с выходом операционного усилителя 8. К выводу резистора 14, соединенному с проводом 13, подключен неинверсный вход дифференциального усилителя 15, инверсный вход которого подключен к другому выводу резистора 14. Выход дифференциального усилителя 15 соединен с первым входом сумматора 16, второй вход которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 8. Третий вход сумматора 16 соединен через потенциальный провод 17 с выводом 12 полумоста 1. Выход сумматора 16 соединен с выходом 18 преобразователя.

Полумостовой преобразователь приращения сопротивления в напряжение работает следующим образом.

Напряжение Е источника питания 11 через повторитель напряжения, образованный операционным усилителем 4 и проводами 5, 3, подается на вывод 2 полумоста 1. Операционный усилитель 8 при равенстве значений резисторов 10 и 9 подает на вывод 12 полумоста 1 напряжение, при котором напряжение на среднем выводе 6 полумоста будет равно Е/2. Если номинальное сопротивление плеча полумоста 1 между выводами 2, 6 равно R0, то ток через полумост равен

и через резистор R14 и выходное сопротивление операционного усилителя 8 он течет на общую шину. Между выводами 6, 12 полумоста включен датчик, сопротивление которого может быть представлено как RД=R0+ΔR (для определенности ΔR взято со знаком плюс), где ΔR несет информацию об измеряемом физическом параметре, например, деформации. Напряжение на выводе 12 полумоста 1 определяется выражением

При воздействии на полумост 1 синфазной помехи в нем протекают токи помехи IП. Поскольку потенциалы его выводов 2 и 6 жестко заданы повторителями напряжения, выполненными на операционных усилителях 4 и 8, ток I0 остается неизменным. Выходные сопротивления повторителей напряжения практически равны нулю, поэтому токи помехи IП протекают на общую шину только через выходные сопротивления операционных усилителей. Ток помехи IП, действующий на вывод 2 полумоста, протекает через выходное сопротивление операционного усилителя 4. Токи помехи IП, действующие на выводы 6 и 12 полумоста, протекают через выходное сопротивление операционного усилителя 8, в результате через сопротивление RД протекает ток помехи IП, а через резистор R14 - удвоенный ток помехи 2IП, при этом результирующий ток через резистор R14 будет равен I0+2IП.

Если выбрать резистор R14 по величине равным номинальному значению R0, коэффициент передачи дифференциального усилителя равным 1, коэффициенты передачи сумматора по первому и второму входам равными 1 и коэффициент передачи по третьему входу равным 2, то на выходе преобразователя напряжение определится из выражения

Из выражения следует, что ток синфазной помехи ослаблен в

раз.

Компенсация синфазной помехи происходит в широком частотном диапазоне, причем не влияет на частотный диапазон работы самого датчика. Для полумоста обычно ΔR0+ΔR>>ΔR, поэтому реально действие синфазной помехи ослабляется в 50÷60 раз.

Изобретение может быть использовано в тензометрии для измерения приращения сопротивлений тензорезисторов.

Полумостовой преобразователь приращения сопротивления в напряжение, содержащий полумост, первый вывод которого через первый токовый провод соединен с выходом первого операционного усилителя и через первый потенциальный провод соединен с его инверсным входом, средний вывод полумоста соединен через второй потенциальный провод с инверсным входом второго операционного усилителя, неинверсный вход которого через один резистор соединен с общей шиной и через другой резистор соединен с неинверсным входом первого операционного усилителя, источник питания полумоста, один вход которого соединен с общей шиной преобразователя, а другой соединен с неинверсным входом первого операционного усилителя, отличающийся тем, что второй вывод полумоста через второй токовый провод соединен с первым выводом дополнительного резистора и неинверсным входом дополнительного дифференциального усилителя, инверсный вход которого соединен со вторым выводом дополнительного резистора и выходом второго операционного усилителя, а выход дифференциального усилителя соединен с первым входом дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с неинверсным входом второго операционного усилителя, а третий его вход соединен через третий потенциальный провод со вторым выводом полумоста, при этом выход сумматора является выходом преобразователя.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 255.
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.03.2013
№216.012.302a

Измерительное устройство

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин при помощи тензометрических мостовых датчиков с инструментальными усилителями, запитанных постоянным током. Техническим результатом изобретения является повышение точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477865
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.05.2013
№216.012.3cfa

Способ фрезерования на станках с чпу моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиадвигателестроении при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей, в частности аэродинамических моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей, имеющих малую толщину и осевые габариты 200-300 мм. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481177
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4044

Система управления самолётом

Изобретение относится к области систем управления летательными аппаратами. Предлагаемая система улучшает характеристики продольного движения за счет введения блока оценки продольной устойчивости самолета и компенсации ее изменения по режимам полета. Ликвидируются характерные для интегральных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482022
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41f7

Способ создания потока газа в гиперзвуковой вакуумной аэродинамической трубе и аэродинамическая труба

Изобретения относятся к области промышленной аэродинамики, в частности к гиперзвуковым аэродинамическим трубам (АДТ). Предложены способ создания потока и аэродинамическая труба (АДТ) непрерывного действия, охватывающая весь гиперзвуковой диапазон скоростей с числами Маха М≥5, причем для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482457
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.427e

Аэродинамический стенд для проведения фундаментальных исследований по генерации электроэнергии мгд-методами с использованием в качестве рабочего газа высокотемпературного водорода (h)

Изобретение относится к области энергетики, преимущественно к созданию аварийных энергетических установок большой мощности, работающих на принципе магнитогазодинамического преобразования энергии. Заявленное устройство включает источник высокотемпературного газа, устройство подачи присадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482592
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.07.2013
№216.012.53c7

Треугольное крыло для сверхзвуковых летательных аппаратов

Изобретение относится к области авиационной техники. Треугольное крыло имеет вершину и центральную хорду, расположенные в плоскости симметрии крыла, прямолинейные передние кромки, выходящие из вершины, и неплоскую срединную поверхность. Срединная поверхность выполнена из двух элементов, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487050
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53c8

Предкрылок крыла самолета и способ его обтекания

Группа изобретений относится к области авиации. Предкрылок крыла самолета подвижно соединен с основным крылом и содержит аэродинамически обтекаемую поверхность, включающую заднюю нижнюю кромку. Часть задней нижней кромки предкрылка выполнена по форме гладкой волнистой линии либо волнистой линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487051
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.57a0

Устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект (варианты)

Изобретение относится к аэродинамике и к энергетическим установкам транспортных средств, в частности к устройствам для улучшения аэродинамического качества путем подвода энергии к их внешней поверхности. Устройство для локального подвода энергии к потоку воздуха, обтекающего объект, содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488040
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.57cb

Способ измерения негерметичности изделий

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для измерения негерметичности изделий, работающих под избыточным давлением. Техническим результатом является повышение точности измерения негерметичности изделия в разных условиях окружающей среды при неодинаковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488083
Дата охранного документа: 20.07.2013
Показаны записи 1-5 из 5.
10.06.2016
№216.015.46bb

Многоканальный преобразователь приращения сопротивления резистивных датчиков в напряжение

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть, в частности, использовано для измерения приращения сопротивлений удаленных тензорезисторов или терморезисторов в многоканальных измерительных системах, работающих в условиях действия интенсивных промышленных помех....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586084
Дата охранного документа: 10.06.2016
09.06.2019
№219.017.7c24

Устройство для преобразования изменения сопротивления в напряжение

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве и т.д. для исследования прочности конструкций с помощью тензорезисторов. Устройство содержит тензорезистор, резистор и источник тока, соединенные последовательно, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002366966
Дата охранного документа: 10.09.2009
10.08.2019
№219.017.bdea

Электропневматический генератор звука

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано для испытаний конструкций на акустическую усталостную прочность. Электропневматический генератор звука содержит корпус, форкамеру, постоянные магниты, обмотки возбуждения, упругие элементы, неподвижную и подвижную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696946
Дата охранного документа: 07.08.2019
01.12.2019
№219.017.e990

Способ генерации звука для испытаний конструкций и устройство для его реализации

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к технической акустике. Способ генерации звука основан на модулировании потока сжатого воздуха, дросселируемого через клапанный узел с изменяемой собственной частотой колебаний, состоящий из коаксиально расположенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707587
Дата охранного документа: 28.11.2019
20.05.2023
№223.018.652e

Модулятор потока газа

Изобретение относится к акустике, в частности к пневматическим излучателям звуковых сигналов. Модулятор потока газа содержит клапанный узел, состоящий из двух коаксиально расположенных полых цилиндров с одинаковой системой щелей. Один цилиндр подвижный, другой неподвижный. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002742283
Дата охранного документа: 04.02.2021
+ добавить свой РИД