[go: up one dir, main page]

RU2507476C1 - Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor - Google Patents

Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2507476C1
RU2507476C1 RU2012128015/28A RU2012128015A RU2507476C1 RU 2507476 C1 RU2507476 C1 RU 2507476C1 RU 2012128015/28 A RU2012128015/28 A RU 2012128015/28A RU 2012128015 A RU2012128015 A RU 2012128015A RU 2507476 C1 RU2507476 C1 RU 2507476C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bridge circuit
linearity
temperature
resistor
circuit
Prior art date
Application number
RU2012128015/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012128015A (en
Inventor
Владимир Андреевич Тихоненков
Денис Александрович Солуянов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2012128015/28A priority Critical patent/RU2507476C1/en
Publication of RU2012128015A publication Critical patent/RU2012128015A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2507476C1 publication Critical patent/RU2507476C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: determine a temperature sensitivity coefficient (TSC) of a bridge circuit α+do and α-do at temperature t+ and t-, corresponding to upper and lower limit of the working temperature range, non-linearity of bridge circuit TSC (Δαdo+do-do). If the produced value Δαdo is positive, they convert the positive non-linearity of bridge circuit TSC into the negative one by inclusion of an heat-independent resistor Ri. For this purpose they determine input resistance and TSC of input resistance, and the input value of TSC value, and the input resistance, TSC of resistance strain gauges α+d and α-d at temperature t+ and t-, calculate non-linearity of bridge circuit TSC (Δαd+d-d). If α+d and Δα-d are in the field of conversion of positive non-linearity of bridge circuit TSC into the negative, then they calculate the nominal value of the resistor Ri. They connect the resistor Ri into the diagonal of the bridge circuit power supply. The TCS of the bridge circuit is defined at the temperature t+ and t-, non-linearity of the bridge circuit TCS is calculated as Δαdo. If Δαdo takes the negative value, then compensation of multiplicative temperature error is carried out with account of negative non-linearity of bridge circuit TSC by inclusion of a heat independent resistor Rαoutp, shunted with a heat independent resistor Rdoutp, into the output diagonal of the bridge circuit under the resistance of the load RL≤2 kOm.
EFFECT: higher accuracy of compensation.
3 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при настройке тензорезисторной датчиковой аппаратуры с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности.The invention relates to measuring equipment and can be used to configure the strain gauge sensor equipment with a bridge measuring circuit for a multiplicative temperature error.

Известен способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика (см. Патент на изобретение RU 2443973 C1, G01В 7/16 «Способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности с учетом нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика», опубликованный 27.02.2012 в Бюл. №6), принятый за прототип, в котором для компенсации мультипликативной температурной погрешности при сопротивлении нагрузки Rн>500 кОм определяют ТКЧ мостовой цепи α+до и α-до для диапазона температур Δt+=t+-t0 и Δt-=t--t0, где t0, t+, t- - нормальная температура, верхний и нижний предел рабочего диапазона температур соответственно. Вычисляют нелинейность ТКЧ мостовой цепи (Δαдo+дo-дo). Если Δαдо принимает отрицательное значение, то датчик подключают к нагрузке Rн<2 кОм. Определяют выходное сопротивление мостовой цепи и ТКС выходного сопротивления датчика. Проверяют нахождение ТКЧ мостовой цепи и его нелинейности в области применения способа, если данные параметры датчика оказываются в области применения, вычисляют требуемый номинал термозависимого резистора Rαвых и термонезависимого резистора Rдвых, устанавливают резистор Rαвых, зашунтированный резистором Rдвых, последовательно с нагрузкой.There is a method of tuning strain gauge sensors with a bridge measuring circuit for a multiplicative temperature error, taking into account the non-linearity of the temperature characteristic of the sensor output signal (see Patent for invention RU 2443973 C1, G01B 7/16 "Method for setting strain gauge sensors with a bridge measuring chain for a multiplicative temperature error, taking into account non-linearity of the temperature characteristics of the sensor output signal ", published on 02.27.2012 in Bull. No. 6), adopted as a prototype, in which to compensate for the mule a multiplicative temperature error with a load resistance of R n > 500 kOhm is determined by the TCD of the bridge circuit α + up and α - up for the temperature range Δt + = t + -t 0 and Δt - = t - -t 0 , where t 0 , t + , t - - normal temperature, upper and lower limits of the operating temperature range, respectively. Calculate nonlinearity TCF bridge circuit (Δα = α + do do- do). If Δα to takes a negative value, then the sensor is connected to a load R n <2 kOhm. The output resistance of the bridge circuit and the TCS of the sensor output resistance are determined. Check whether the DC link bridge circuit and its nonlinearity are found in the field of application of the method, if these sensor parameters are in the field of application, the required value of the thermally dependent resistor R αout and the thermally independent resistor R two are calculated , the resistor R αout , shunted by the resistor R two , is installed in series with the load.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что нелинейность ТКЧ мостовой цепи может принимать как отрицательные, так и положительные значения, как показано в описании прототипа. Прототип позволяет производить полную компенсацию мультипликативной температурной погрешности с учетом отрицательной нелинейности ТКЧ мостовой цепи, удовлетворяющей неравенству Δαдо≤2·10-6 1/°С.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the non-linearity of the DC circuit of the bridge circuit can take both negative and positive values, as shown in the description of the prototype. The prototype allows for full compensation of the multiplicative temperature error, taking into account the negative nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit, satisfying the inequality Δα to ≤2 · 10 -6 1 / ° С.

В описании прототипа показано, что отсутствие учета нелинейности ТКЧ мостовой цепи позволяет произвести компенсацию мультипликативной температурной погрешности в одной крайней точке рабочего диапазона температур, для которой вычислялись номиналы компенсационных резисторов Rαвых и Rдвых, что позволяет получить мультипликативную чувствительность датчика к температуре в пределах ±1·10-4 1/°С в данной точке рабочего диапазона температур. В другой крайней точке рабочего диапазона температур мультипликативная чувствительность датчика к температуре составляет порядка ±2·10-4 1/°С и более, что превышает допустимое значение, которое составляет ±1·10-4 1/°С.The description of the prototype shows that the absence of taking into account the nonlinearity of the TCF bridge circuit allows compensation of the multiplicative temperature error at one extreme point of the operating temperature range, for which the values of the compensation resistors R αout and R two were calculated , which allows to obtain a multiplicative sensitivity of the sensor to a temperature within ± 1 · 10 -4 1 / ° С at a given point of the operating temperature range. At the other extreme point of the operating temperature range, the multiplicative sensitivity of the sensor to temperature is of the order of ± 2 · 10 -4 1 / ° С and more, which exceeds the permissible value, which is ± 1 · 10 -4 1 / ° С.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности, который позволил бы повысить точность компенсации мультипликативной температурной погрешности в процессе настройки при положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи.The task to which the claimed invention is directed is to develop a method for tuning strain gauge sensors with a bridge measuring circuit by a multiplicative temperature error, which would improve the accuracy of compensating for a multiplicative temperature error in the setup process with a positive non-linearity of the DC-circuit TCD.

Технический результат заключается в повышении точности в процессе настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности при положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи.The technical result consists in increasing the accuracy in the process of tuning strain gauge sensors with a bridge measuring circuit by a multiplicative temperature error with a positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что производят предварительное преобразование положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи датчика в отрицательную и последующую компенсацию мультипликативной температурной погрешности в соответствии с прототипом.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by preliminarily converting the positive nonlinearity of the DTC of the sensor bridge circuit into negative and subsequent compensation of the multiplicative temperature error in accordance with the prototype.

Это достигается тем, что в диагональ питания мостовой цепи включают термонезависимый резистор Ri, что дает смещение нелинейности ТКЧ мостовой цепи датчика в сторону отрицательных значений. Номинал резистора Ri выбирают исходя из необходимости обеспечения отрицательной нелинейности ТКЧ мостовой цепи Δαдо≤2·10-6 1/°С, которая допускает использование прототипа для компенсации температурной погрешности. Для этого, если нелинейность ТКЧ мостовой цепи является положительной, при Rн>500 кОм определяют ТКЧ тензорезисторов α+д и α-д для диапазона температур Δt+ и Δt- соответственно и вычисляют нелинейность ТКЧ тензорезисторов Δαд+д-д. Определяют величину входного сопротивления Rвх, ТКС входного сопротивления α+вх, α-вх для диапазона температур Δt+ и Δt- соответственно. Проверяют принадлежность α+д и Δαд области преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную, заданную таблицей 3. Если α+д и Δαд удовлетворяют области, заданной таблицей 3, то вычисляют номинал термонезависимого резистора Ri. Устанавливают резистор Ri в диагонали питания мостовой цепи. Вычисляют ТКЧ мостовой цепи и его нелинейность после включения термозависимого резистора Rαвх.This is achieved by the fact that a thermally independent resistor R i is included in the diagonal of the bridge circuit power supply, which gives a shift in the nonlinearity of the DC-link circuit of the sensor bridge towards negative values. The value of the resistor R i is selected on the basis of the need to ensure the negative nonlinearity of the TFC of the bridge circuit Δα to ≤2 · 10 -6 1 / ° С, which allows the use of a prototype to compensate for the temperature error. To do this, if the non-linearity of the DC current factor of the bridge circuit is positive, for R n > 500 kOh, the TCD of the strain gages α + d and α - d are determined for the temperature range Δt + and Δt - respectively, and the nonlinearity of the TCD strain gauges Δα d = α + d- α - d . Determine the value of the input resistance R I , TCS input resistance α + I , α - I for the temperature range Δt + and Δt - respectively. Check the affiliation of α + d and Δα d of the transformation region of the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit to the negative one specified by table 3. If α + d and Δα d satisfy the region specified by table 3, then the value of the thermally independent resistor R i is calculated. Install the resistor R i in the diagonal of the power supply of the bridge circuit. The DC circuit of the bridge circuit and its nonlinearity are calculated after turning on the thermally dependent resistor Rα in .

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено влияние термонезависимого резистора Ri на нелинейность ТКЧ мостовой цепи, на фиг.2 - область преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную, на фиг.3 - схема включения резисторов Ri, Rαвых и Rдвых.The invention is illustrated by the drawings, in which Fig. 1 shows the influence of a thermally independent resistor R i on the non-linearity of the DC-link DC circuit, in Fig. 2 - the region of converting the positive non-linearity of the DC-link DC circuit to negative, in Fig. 3 - connection diagram of the resistors R i , Rout and R two .

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Как показано в описании прототипа, нелинейность ТКЧ мостовой цепи включает в себя две составляющие:As shown in the description of the prototype, the nonlinearity of the DC circuit bridge circuit includes two components:

1. нелинейность, вносимая тензорезисторами, установленными на упругом элементе, которая может принимать как отрицательное, так и положительное значение;1. non-linearity introduced by strain gauges mounted on an elastic element, which can take both negative and positive values;

2. нелинейность, вносимая измерительной схемой, которая всегда является отрицательной при использовании мостовой цепи.2. non-linearity introduced by the measuring circuit, which is always negative when using a bridge circuit.

В соответствии с пунктом 2 можно получить отрицательную нелинейность ТКЧ мостовой цепи, изменив составляющую, вносимую измерительной схемой. Для этого в мостовую цепь следует включить резистор, который увеличит отрицательную составляющую нелинейности.In accordance with paragraph 2, it is possible to obtain a negative nonlinearity of the DC-link circuit of the bridge circuit by changing the component introduced by the measuring circuit. To do this, a resistor should be included in the bridge circuit, which will increase the negative component of nonlinearity.

При включении термонезависимого резистора Ri в цепь питания мостовой цепи, уменьшение входного сопротивления при воздействии температуры, обусловленное отрицательной нелинейностью зависимости входного сопротивления мостовой цепи от температуры, приведет к уменьшению напряжения питания, внося отрицательную нелинейность в температурную характеристику выходного сигнала. В соответствии с прототипом выходное напряжение мостовой цепи после включения резистора Ri при воздействии температуры может быть представлено следующим образом:When a thermally independent resistor R i is included in the power supply circuit of the bridge circuit, a decrease in the input resistance when exposed to temperature, due to the negative nonlinearity of the dependence of the input resistance of the bridge circuit on temperature, will lead to a decrease in the supply voltage, introducing negative nonlinearity in the temperature characteristic of the output signal. In accordance with the prototype, the output voltage of the bridge circuit after turning on the resistor R i when exposed to temperature can be represented as follows:

U в ы х t = U п и т k ( k + 1 ) 2 R в х ( 1 + α в х Δ t ) ( 1 + α д Δ t ) R в х ( 1 + α в х Δ t ) + R i j = 1 4 ε j , ( 1 )

Figure 00000001
U at s x t = U P and t k ( k + one ) 2 R at x ( one + α at x Δ t ) ( one + α d Δ t ) R at x ( one + α at x Δ t ) + R i j = one four ε j , ( one )
Figure 00000001

где Uвыхt - выходное напряжение мостовой цепи при воздействии температуры;where U o is the output voltage of the bridge circuit when exposed to temperature;

Uпит - напряжение питания мостовой цепи;U pit is the supply voltage of the bridge circuit;

k=R1/R2=R3/R4 - коэффициент симметрии мостовой цепи;k = R 1 / R 2 = R 3 / R 4 is the symmetry coefficient of the bridge circuit;

Rвх - входное сопротивление мостовой цепи датчика;R I - input resistance of the bridge circuit of the sensor;

αвх - ТКС входного сопротивления;α I - TCS input resistance;

Δt=t-t0 - изменение температуры;Δt = tt 0 - temperature change;

αд - ТКЧ тензорезисторов;α d - TKH strain gages;

Ri - номинал термонезависимого резистора, включенного в цепь питания;R i is the nominal value of a thermally independent resistor included in the power circuit;

t - воздействующая температура;t is the acting temperature;

t0 - нормальная температура;t 0 - normal temperature;

εj - относительное изменение сопротивления плеча Rj мостовой цепи.ε j is the relative change in shoulder resistance R j of the bridge circuit.

Анализ знаменателя зависимости (1) позволяет сделать вывод о том, что после включения резистора Ri у зависимости напряжения питания от температуры будет составляющая, обратно пропорциональная росту температуры, что приведет к смещению зависимости ТКЧ мостовой цепи в сторону отрицательных значений.Analysis of the denominator of dependence (1) allows us to conclude that, after turning on the resistor R i , the dependence of the supply voltage on temperature will have a component inversely proportional to the temperature increase, which will lead to a shift in the dependence of the DC-link circuit of the bridge circuit to negative values.

При нормальной температуре выходное напряжение датчика после включения резистора Ri с учетом (1) может быть представлено следующим образом:At normal temperature, the output voltage of the sensor after turning on the resistor R i taking into account (1) can be represented as follows:

U в ы х = U п и т k ( k + 1 ) 2 R в х R в х + R i j = 1 4 ε j , ( 2 )

Figure 00000002
U at s x = U P and t k ( k + one ) 2 R at x R at x + R i j = one four ε j , ( 2 )
Figure 00000002

где Uвых - выходное напряжение мостовой цепи при нормальной температуре.where U o is the output voltage of the bridge circuit at normal temperature.

Как показано в прототипе, ТКЧ мостовой цепи может быть определен через выходные напряжения:As shown in the prototype, the DC circuit of the bridge circuit can be determined through the output voltage:

α д о = U в ы х t U в ы х U в ы х Δ t . ( 3 )

Figure 00000003
α d about = U at s x t - U at s x U at s x Δ t . ( 3 )
Figure 00000003

Подставляя (1) и (2) в (3) можно получить зависимость ТКЧ от параметров датчика:Substituting (1) and (2) in (3), we can obtain the dependence of the TFC on the sensor parameters:

α д о = R в х α д ( 1 + α в х Δ t ) + R i ( α в х + α д + α в х α д Δ t ) R в х ( 1 + α в х Δ t ) + R i . ( 4 )

Figure 00000004
α d about = R at x α d ( one + α at x Δ t ) + R i ( α at x + α d + α at x α d Δ t ) R at x ( one + α at x Δ t ) + R i . ( four )
Figure 00000004

Нелинейность ТКЧ мостовой цепи может быть представлена следующим образом:The nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit can be represented as follows:

Δ α д о = α д о + α д о = R в х α д + ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i ( α в х + + α д + + α в х + α д + Δ t + ) R в х ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i R в х α д ( 1 + α в х Δ t ) + R i ( α в х + α д + α в х α д Δ t ) R в х ( 1 + α в х Δ t ) + R i , ( 5 )

Figure 00000005
Δ α d about = α d about + - α d about - = R at x α d + ( one + α at x + Δ t + ) + R i ( α at x + + α d + + α at x + α d + Δ t + ) R at x ( one + α at x + Δ t + ) + R i - - R at x α d - ( one + α at x - Δ t - ) + R i ( α at x - + α d - + α at x - α d - Δ t - ) R at x ( one + α at x - Δ t - ) + R i , ( 5 )
Figure 00000005

где Δt+=t+-t0, Δt-=t--t0 - положительный и отрицательный диапазон температур;where Δt + = t + -t 0 , Δt - = t - -t 0 - positive and negative temperature range;

t0 - нормальная температура;t 0 - normal temperature;

t+, t- - верхний и нижний предел рабочего диапазона температур;t + , t - - upper and lower limit of the operating temperature range;

α+до, α-до - ТКЧ мостовой цепи датчика при температуре t+ и t- соответственно;α + up , α - up - TFC of the sensor bridge circuit at t + and t - respectively;

α+д, α-д - ТКЧ тензорезисторов при температуре t+ и t- соответственно;α + d , α - d - TFC of strain gauges at temperature t + and t - respectively;

α+вх, α-вх - ТКС входного сопротивления мостовой цепи датчика при температуре t+ и t- соответственно;α + in , α - in - TKS input resistance of the sensor bridge circuit at a temperature of t + and t - respectively;

Δαдo - нелинейность ТКЧ мостовой цепи.Δα do - nonlinearity TCF bridge circuit.

Для оценки влияния номинала резистора Ri на нелинейность ТКЧ мостовой цепи была вычислена нелинейность ТКЧ мостовой цепи по формуле (5) при следующих исходных данных:To assess the influence of the resistor value R i on the non-linearity of the DC-link circuit of the bridge circuit, the non-linearity of the DC-link circuit of the bridge circuit was calculated by formula (5) with the following initial data:

1. Входное сопротивление мостовой цепи: Rвх=1000 Ом;1. Input resistance of the bridge circuit: Rin = 1000 Ohm;

2. ТКЧ тензорезисторов принимает следующие значения: αд=(1, 5, 10)·10-4 1/°С;2. TKH strain gages takes the following values: α d = (1, 5, 10) · 10 -4 1 / ° C;

3. Нелинейность ТКЧ тензорезисторов принимает следующие значения: Δαд+д-д=(1, 5, 10)·10-6 1/°С;3. The non-linearity of the TSC strain gages takes the following values: Δα d = α + d- d = (1, 5, 10) · 10 -6 1 / ° С;

4. ТКС входного сопротивления: αвх=5·10-4 1/°С;4. TKS input resistance: α I = 5 · 10 -4 1 / ° C;

5. нелинейность ТКС входного сопротивления: Δαвх+вх-вх=-5·10-6 1/°С;5. nonlinearity TCR of the input resistance: Δα = α + Rin Rin- in = -5 · 10 -6 1 / ° C;

6. ТКС компенсационного резистора: αк=4·10-3 1/°С;6. TCS compensation resistor: α to = 4 · 10 -3 1 / ° C;

7. величина термонезависимого резистора: Ri=(1, 100, 300, 500)Ом. Собранный материал представлен в таблице 1.7. The value of a thermally independent resistor: R i = (1, 100, 300, 500) Ohms. The collected material is presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Влияние Ri на нелинейность ТКЧ мостовой цепиThe effect of R i on the non-linearity of the DC circuit of the bridge circuit α+вх·10-4, 1/°Сα + in · 10 -4 , 1 / ° С Δαвх·10-6 1/°СΔα in · 10 -6 1 / ° C α-д·10-4, 1/°Сα - d · 10 -4 , 1 / ° С Δαд·10-6, 1/°СΔα d · 10 -6 , 1 / ° С Ri R i Δαдо·10-6, 1/°СΔα to · 10 -6 , 1 / ° С 55 -5-5 1one 1one 1one 0,9550.955 100one hundred -2,720-2,720 300300 -6,803-6,803 500500 -8,537-8,537 55 -5-5 1one 55 1one 4,9554,955 100one hundred 1,2981,298 300300 -2,758-2.758 500500 -4,472-4,472 55 -5-5 1one 1010 1one 9,9559,955 100one hundred 6,3206,320 300300 2,2972,297 500500 0,6080.608 55 -5-5 55 1one 1one 0,9950,995 100one hundred 0,9440.944 300300 2,4922,492 500500 4,8834,883 55 -5-5 55 55 1one 4,9954,995 100one hundred 4,9624,962

Продолжение таблицы 1Continuation of table 1 α+вх·10-4, 1/°Сα + in · 10 -4 , 1 / ° С Δαвх·10-6, 1/°СΔα in · 10 -6 , 1 / ° С α-д·10-4, 1/°Сα - d · 10 -4 , 1 / ° С Δαд·10-6, 1/°СΔα d · 10 -6 , 1 / ° С Ri R i Δαдо·10-6, 1/°СΔα to · 10 -6 , 1 / ° С 55 -5-5 55 55 300300 6,5366,536 500500 8,9478,947 55 -5-5 55 1010 1one 9,9959.995 100one hundred 9,9839,983 300300 11,59211,592 500500 14,02814,028 55 -5-5 1010 1one 1one 1,0451,045 100one hundred 5,5245,524 300300 14,11014,110 500500 21,65721,657 55 -5-5 1010 55 1one 5,0455,045 100one hundred 9,5429,542 300300 18,15418,154 500500 25,72225,722 55 -5-5 1010 1010 1one 10,04610,046 100one hundred 14,56314,563 300300 23,21023,210 500500 30,80230,802

Анализ данных позволяет сделать следующие выводы:Data analysis allows us to draw the following conclusions:

1. С увеличением номинала резистора R(нелинейность ТКЧ мостовой цепи смещается в область отрицательных значений (таблица 1 и фиг.1).1. With an increase in the value of the resistor R (non-linearity of the DC circuit of the bridge circuit is shifted to the region of negative values (table 1 and figure 1).

2. С увеличением ТКЧ тензорезисторов и его нелинейности происходит смещение нелинейности ТКЧ мостовой цепи в область положительных значений (таблица 1 и фиг.1).2. With an increase in the TFC of the strain gauges and its nonlinearity, the nonlinearity of the TFC of the bridge circuit shifts to the region of positive values (table 1 and figure 1).

3. Включение термонезависимого резистора Ri в цепь питания позволяет получить отрицательное значение нелинейности ТКЧ мостовой цепи при положительной нелинейности ТКЧ тензорезисторов.3. The inclusion of a thermally independent resistor R i in the power circuit allows you to get a negative value of the nonlinearity of the DC current factor of the bridge circuit with a positive non-linearity of the DC current strain gauge.

4. При малых номиналах резистора Ri, порядка 1 Ом и менее нелинейность ТКЧ мостовой цепи определяется нелинейностью ТКЧ тензорезисторов.4. For small values of the resistor R i , of the order of 1 Ohm or less, the nonlinearity of the DC current factor of the bridge circuit is determined by the nonlinearity of the DC current transformer of strain gauges.

5. С увеличением номинала резистора R(максимальное значение отрицательной нелинейности ТКЧ мостовой цепи возрастает; при Ri=100 Ом отрицательная нелинейность может достигать Δαдo=-3,7·10-6 1/°С, при Ri=500 Ом данная нелинейность достигнет Δαдо=-12,8·10-6 1/°С.5. With an increase in the value of the resistor R (the maximum value of the negative nonlinearity of the TFC of the bridge circuit increases; with R i = 100 Ohms, the negative nonlinearity can reach Δα to = -3.7 · 10 -6 1 / ° С, with R i = 500 Ohms nonlinearity will reach Δα to = -12.8 · 10 -6 1 / ° С.

Таким образом, подбирая номинал термонезависимого резистора Ri можно обеспечить преобразование положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную.Thus, by selecting the nominal value of a thermally independent resistor R i, it is possible to convert the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit into negative.

Номинал термонезависимого резистора Ri следует определять исходя из необходимости обеспечения отрицательной нелинейности ТКЧ мостовой цепи, которая удовлетворяет следующей системе, определяющей область применения прототипа:The value of the thermally independent resistor R i should be determined on the basis of the need to ensure the negative nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit, which satisfies the following system that determines the scope of the prototype:

{ α д о + > 0 , 3 2 5 α в ы х + + 0 , 0 5 1 0 4 1 / С ; Δ α д о 2 , 0 1 0 6 1 / С . . ( 6 )

Figure 00000006
{ α d about + > 0 , 3 2 5 α at s x + + 0 , 0 5 one 0 - four one / FROM ; Δ α d about - 2 , 0 one 0 - 6 one / FROM . . ( 6 )
Figure 00000006

Для определения номинала резистора Ri с целью получения нелинейности ТКЧ мостовой цепи Δαдо≤-2·10-6 1/°С необходимо с учетом зависимости (5) решить следующее уравнение:To determine the value of the resistor R i in order to obtain the non-linearity of the DC current factor of the bridge circuit Δα to ≤-2 · 10 -6 1 / ° С, it is necessary to solve the following equation taking into account dependence (5):

R в х α д + ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i ( α в х + + α д + + α в х + α д + Δ t + ) R в х ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i R в х α д ( 1 + α в х Δ t ) + R i ( α в х + α д + α в х α д Δ t ) R в х ( 1 + α в х Δ t ) + R i = 2 , 0 1 0 6 1 / C . ( 7 )

Figure 00000007
R at x α d + ( one + α at x + Δ t + ) + R i ( α at x + + α d + + α at x + α d + Δ t + ) R at x ( one + α at x + Δ t + ) + R i - - R at x α d - ( one + α at x - Δ t - ) + R i ( α at x - + α d - + α at x - α d - Δ t - ) R at x ( one + α at x - Δ t - ) + R i = - 2 , 0 one 0 - 6 one / C . ( 7 )
Figure 00000007

С целью определения областей преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи датчика в отрицательную была произведена оценка номинала термонезависимого резистора Ri, необходимого для преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную, когда это возможно. Для этого численным путем было решено уравнение (7) при следующих условиях:In order to determine the areas for converting the positive non-linearity of the DC current factor of the sensor bridge circuit to negative, the nominal value of the thermally independent resistor R i was estimated, which is necessary to convert the positive non-linearity of the DC current of the bridge circuit to negative, when possible. For this, equation (7) was solved numerically under the following conditions:

1. Входное сопротивление мостовой цепи: Rвх=1000 Ом;1. The input resistance of the bridge circuit: R I = 1000 Ohms;

2. ТКЧ тензорезистора принимает значения: αд=(0…10)·10-4 1/°С;2. TKH strain gauge takes the values: α d = (0 ... 10) · 10 -4 1 / ° C;

3. нелинейность ТКЧ тензорезистора принимает следующих значения: Δαд=(0…10)·10-6 1/°С;3. the nonlinearity of the TSC strain gauge takes the following values: Δα d = (0 ... 10) · 10 -6 1 / ° C;

4. ТКС входного сопротивления: αвх=(0, 0,5, 1,3, 10)·10-4 1/°С;4. TKS input resistance: α I = (0, 0.5, 1.3, 10) · 10 -4 1 / ° C;

5. нелинейность ТКС входного сопротивления: Δαвх=-5·10-6 1/°С;5. nonlinearity TCR of the input resistance: Δα in = -5 · 10 -6 1 / ° C;

6. ТКС компенсационного резистора: αк=4·10-3 1/°С.6. TCS compensation resistor: α to = 4 · 10 -3 1 / ° C.

При оценке области преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную рассматривалось одного из предельных значений нелинейности ТКС входного сопротивления (Δαвх=-5·10-6 1/°°С), поскольку ранее был проведен численный эксперимент, который позволил установить, что влияние нелинейности ТКС входного сопротивления на предельное значение нелинейности ТКЧ мостовой цепи, при котором возможно преобразование положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную, во всем диапазоне возможных значений ТКС входного сопротивления и его нелинейности является малым (не более чем на 2%).When evaluating the transform domain positive nonlinearity TCF bridge circuit in the negative considered one of the limiting values of the nonlinearity of the input resistance TCS (Δα in = -5 · 10 -6 1 / °° C), as a numerical experiment was conducted previously, which revealed that the effect of the nonlinearity of the TCS of the input resistance to the limiting value of the nonlinearity of the TFC of the bridge circuit, at which it is possible to convert the positive nonlinearity of the TFC of the bridge circuit into negative, in the entire range of possible values of the TCS of the input about resistance and its nonlinearity is small (no more than 2%).

Поскольку с ростом номинала термозависимого резистора Ri происходит уменьшение чувствительности датчика, то при расчетах номинала резистора Ri следует выбирать меньший из корней.Since with an increase in the value of the thermally dependent resistor R i , the sensitivity of the sensor decreases, when calculating the value of the resistor R i , the smaller of the roots should be chosen.

Результаты вычислений сведены в таблицу 2, в которую вносили меньший из корней уравнения (7), когда преобразование положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную возможно.The calculation results are summarized in table 2, which introduced the smaller of the roots of equation (7), when the conversion of the positive nonlinearity of the DC coupling circuit of the bridge circuit into negative is possible.

Таблица 2table 2 Пределы области преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательнуюThe limits of the region of transformation of the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit into negative α+вх·10-4, 1/°С, 1/°Сα + in · 10 -4 , 1 / ° С, 1 / ° С Δαвх·10-6, 1/°СΔα in · 10 -6 , 1 / ° С Δαд·10-6, 1/°СΔα d · 10 -6 , 1 / ° С α-д·10-4, 1/°Сα - d · 10 -4 , 1 / ° С Ri, ОмR i , Ohm 00 -5-5 00 0,0000,000 666666 10,00010,000 800800 00 -5-5 1one 0,0000,000 14991499 10,00010,000 19991999 00 -5-5 22 0,0000,000 3,9983,998 10,00010,000 79967996 00 -5-5 33 0,0000,000 Корней нетNo roots 0,50.5 -5-5 00 0,0000,000 598598 1,2161,216 10001000 2,8572,857 96603799660379 2,8582,858 Корней нетNo roots 0,50.5 -5-5 1one 0,0000,000 13451345 1,8991,899 23321032332103 1,9001,900 Корней нетNo roots 0,50.5 -5-5 22 0,0000,000 36033603 0,9420.942 38312093831209 0,9430.943 Корней нетNo roots 0,50.5 -5-5 33 0,0000,000 Корней нетNo roots 1one -5-5 00 0,0000,000 449449

продолжение таблица 2continued table 2 α+вх·10-4, 1/°C, 1/°Cα + in · 10 -4 , 1 / ° C, 1 / ° C Δαвх·10-6, 1/°CΔα in · 10 -6 , 1 / ° C Δαд·10-6, 1/°CΔα d · 10 -6 , 1 / ° C α-д·10-4, 1/°Cα - d · 10 -4 , 1 / ° C Ri, ОмR i , Ohm 1one -5-5 00 1,0001,000 999999 1,4641,464 3361433614 1,4651,465 Корней нетNo roots 1one -5-5 1one 00 983983 0,0200,020 10001000 0,9700.970 601254601254 0,9710.971 Корней нетNo roots 1one -5-5 22 0,0000,000 25422542 0,4780.478 1897900618979006 0,4790.479 Корней нетNo roots 1one -5-5 33 0,0000,000 Корней нетNo roots 33 -5-5 00 0,0000,000 102102 1,8521,852 488488 1,8531,853 Корней нетNo roots 33 -5-5 1one 0,0000,000 170170 1,3971,397 653653 1,3981,398 Корней нетNo roots 33 -5-5 55 0,0000,000 996996 0,0010.001 999999 33 -5-5 55 0,0020.002 10011001 0,0850,085 15341534

продолжение таблицы 2continuation of table 2 α+вх·10-4, 1/°C, 1/°Cα + in · 10 -4 , 1 / ° C, 1 / ° C Δαвх·10-6, 1/°CΔα in · 10 -6 , 1 / ° C Δαд·10-6, 1/°CΔα d · 10 -6 , 1 / ° C α-д·10-4, 1/°Cα - d · 10 -4 , 1 / ° C Ri, ОмR i , Ohm 33 -5-5 55 0,0860,086 Корней нетNo roots 33 -5-5 66 0,0000,000 Корней нетNo roots 1010 -5-5 00 0,0000,000 1010 8,2828,282 106106 8,2838,283 Корней нетNo roots 1010 -5-5 1one 0,0000,000 15fifteen 7,8307,830 136136 7,8317,831 Корней нетNo roots 1010 -5-5 55 0,0000,000 3636 6,5236,523 227227 6,5246,524 Корней нетNo roots 1010 -5-5 1010 0,0000,000 6666 5,3445,344 316316 5,3455,345 Корней нетNo roots

Увеличение номинала резистора Ri приводит к уменьшению чувствительности датчика, компенсируемому за счет увеличения напряжения питания мостовой цепи. В связи со сложностью компенсации уменьшения чувствительности более чем в два раза путем изменения напряжения питания следует брать термонезависимый резистор Ri с номиналом не более величины входного сопротивления мостовой цепи датчика (Ri≤Rвх). При учете данного ограничения преобразование положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную возможно в ограниченной области, представленной на фиг.2 и в таблице 3.An increase in the value of the resistor R i leads to a decrease in the sensitivity of the sensor, compensated by an increase in the supply voltage of the bridge circuit. Due to the complexity of compensating for a decrease in sensitivity by more than a factor of 2 by changing the supply voltage, a thermally independent resistor R i should be taken with a nominal value not exceeding the input resistance of the sensor bridge circuit (R i ≤R in ). Given this limitation, the conversion of the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit into negative is possible in a limited area, presented in figure 2 and table 3.

Анализируя ограничение области преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную можно сформулировать следующие выводы:Analyzing the limitation of the region of transformation of the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit into negative, the following conclusions can be formulated:

1. Область применения рассматриваемой схемы для преобразования положительной нелинейности ТКЧ тензорезисторов в отрицательную с учетом ограничения Ri≤Rвх ограничена сверху (см. фиг.3);1. The scope of the scheme under consideration for converting the positive non-linearity of the DC-type strain gauge strain gauge to negative, taking into account the restrictions R i ≤R I, is limited from above (see Fig. 3);

2. Область применения рассматриваемой схемы сокращается при уменьшении ТКС входного сопротивления мостовой цепи от αвх=10-3 1/°С до αвх=10-4 1/°С (см. фиг.3);2. The scope of the considered circuit is reduced with a decrease in the TCS of the input resistance of the bridge circuit from α in = 10 -3 1 / ° C to α in = 10 -4 1 / ° C (see figure 3);

3. С ростом нелинейности ТКЧ тензорезисторов от Δαд=0 1/°С до Δαд=10-5 1/°С область преобразования рассматриваемой схемы сокращается на 35% от области преобразования при Δαд=0 1/°С (см. фиг.3);3. With an increase in the non-linearity of the DTC of strain gauges from Δα d = 0 1 / ° C to Δα d = 10-5 1 / ° C, the conversion region of the circuit under consideration is reduced by 35% of the conversion region at Δα d = 0 1 / ° C (see figure 3);

4. С ростом ТКЧ мостовой цепи область преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную сокращается при Δαд≥10-4 1/°С (см. фиг.3).4. With the growth of the DC coupling factor of the bridge circuit, the region of transformation of the positive nonlinearity of the DC coupling coefficient of the bridge circuit decreases to Δα d ≥10 -4 1 / ° С (see Fig. 3).

Таблица 3Table 3 Область преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательнуюThe area of transformation of the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit into negative Нелинейность ТКЧ тензорезистора Δαд·10-6, 1/°СThe non-linearity of the TSC strain gage Δα d · 10 -6 , 1 / ° C ТКС входного сопротивления, α+вх·10-4, 1/°СTCS of input resistance, α + in · 10 -4 , 1 / ° С Максимальное значение ТКЧ тензорезистора α+дмакс·10-4, 1/°CThe maximum value of the TCI of the strain gauge α + dmax · 10 -4 , 1 / ° C 0,00,0 0-0,50-0.5 -17,5700αвх+10-3 -17.5700α in +10 -3 0,5-1,00.5-1.0 -0,4280α+вх+1,429·10-4 -0.4280α + in + 1.429 · 10 -4 1,0-3,01.0-3.0 0,4255α+вх+0,5755·10-4 0.4255α + in + 0.5755 · 10 -4 3,0-10,03.0-10.0 0,9186α+вх-0,9037·10-4 0.9186α + in -0.903710 -4 1,01,0 1,0-3,01.0-3.0 0,6885α+вх-0,6685·10-4 0.6885α + in -0.6685 · 10 -4 3,0-10,03.0-10.0 0,9190α+вх-1,3600·10-4 0.9190α + in -1.3600 · 10 -4

Продолжение таблицы 3Continuation of table 3 Нелинейность ТКЧ тензорезистора Δαд·10-6, 1/°СThe non-linearity of the TSC strain gage Δα d · 10 -6 , 1 / ° C ТКС входного сопротивления, α+вх·10-4, 1/°СTCS of input resistance, α + in · 10 -4 , 1 / ° С Максимальное значение ТКЧ тензорезистора α+дмакс·10-4, 1/°CThe maximum value of the TCI of the strain gauge α + dmax · 10 -4 , 1 / ° C 2,02.0 1,8-3,01.8-3.0 0,7767α+вх-1,3170·10-4 0.7767α + BX -1.3170 · 10 -4 3,0-10,03.0-10.0 0,9191α+вх-1,7444·10-4 0.9191α + in -1.7444 · 10 -4 3,03.0 2,2-3,02.2-3.0 0,7488α+вх-1,5743·10-4 0.7488α + BX -1.5743 · 10 -4 3,0-10,03.0-10.0 0,9197α+вх-2,0871·10-4 0.9197α + BX -2.087110 -4 4,04.0 2,7-10,02.7-10.0 0,9239α+вх-2,4357·10-4 0.9239α + in -2.4357 · 10 -4 5,05,0 3,0-10,03.0-10.0 0,9317α+вх-2,7941·10-4 0.9317α + in -2.794110 -4 6,06.0 3,4-10,03.4-10.0 0,9367α+вх-3,1067·10-4 0.9367α + in -3.106710 -4 7,07.0 3,7-10,03.7-10.0 0,9411α+вх-3,3981·10-4 0.9411α + in -3.3981.10 -4 8,08.0 4,0-10,04.0-10.0 0,9447α+вх-3,6677·10-4 0.9447α + in -3.6677 · 10 -4 9,09.0 4,2-10,04.2-10.0 0,9481α+вх-3,9240·10-4 0.9481α + in -3.9240 · 10 -4 10,010.0 4,4-10,04.4-10.0 0,9511α+вх-4,1667·10-4 0.9511α + in -4.1667 · 10 -4

Для проверки правильности предложенного решения произведем расчет компенсационных элементов и мультипликативной чувствительности датчика после компенсации.To verify the correctness of the proposed solution, we will calculate the compensation elements and the multiplicative sensitivity of the sensor after compensation.

ПримерExample

Произвести компенсацию мультипликативной температурной погрешности и определить температурные чувствительности датчика с равноплечей мостовой измерительной цепью при температурах, соответствующих пределам рабочего диапазона температур, с учетом следующих исходных данных:Compensate for the multiplicative temperature error and determine the temperature sensitivities of the sensor with an equal arm bridge measuring circuit at temperatures corresponding to the limits of the operating temperature range, taking into account the following initial data:

- сопротивление тензорезисторов: R1=R2=R3=R4=1000 Ом;- resistance of strain gages: R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = 1000 Ohms;

- ТКС термозависимого резистора Rαвых: αк=4·10-3 1/°С;- TCS of a thermally dependent resistor R αout : α к = 4 · 10 -3 1 / ° С;

- ТКС выходного сопротивления при температурах, соответствующих пределам рабочего диапазона температур: α+вых=5·10-4 1/°С, α-вых=5,05·10-4 1/°С;- TCS output resistance at temperatures corresponding to the limits of the operating temperature range: α + out = 5 · 10 -4 1 / ° C, α - out = 5.05 · 10 -4 1 / ° C;

- ТКС входного сопротивления при температурах, соответствующих пределам рабочего диапазона температур: α+вх=5·10-4 1/°С, α-вх=5,05·10-4 1/°С;- TCS input resistance at temperatures corresponding to the limits of the operating temperature range: α + in = 5 · 10 -4 1 / ° C, α - in = 5.05 · 10 -4 1 / ° C;

- ТКЧ тензорезисторов при температурах, соответствующих пределам рабочего диапазона температур: α+д=1,75·10-4 1/°С, α-д=1,7·10-4 1/°С;- TCC strain gages at temperatures corresponding to the limits of the operating temperature range: α + d = 1.75 · 10 -4 1 / ° C, α - d = 1.7 · 10 -4 1 / ° C;

- суммарное относительное изменение сопротивления тензорезисторов при номинальном значении измеряемого параметра: j = 1 4 ε j = 0 , 0 1

Figure 00000008
;- the total relative change in the resistance of the strain gages at the nominal value of the measured parameter: j = one four ε j = 0 , 0 one
Figure 00000008
;

- температурный диапазон эксплуатации датчика: 20±100°С;- temperature range of operation of the sensor: 20 ± 100 ° C;

- напряжение питания Uпит=10В.- supply voltage Upit = 10V.

Поскольку нелинейность ТКЧ мостовой цепи Δαд+д-д=5·10-6 1/°С и сопротивление источника питания пренебрежимо мало, то для обеспечения отрицательной нелинейности ТКЧ мостовой цепи датчика следует включить термонезависимый резистор Ri в цепь питания. Для проверки возможности применения предлагаемого схемного способа следует проверить принадлежность ТКЧ мостовой цепи и его нелинейности области, заданной таблицей 3. В соответствии с таблицей 3 и с учетом того, что α-д=1,7·10-4 1/°С, α+вх=5·10-4 1/°С и Δαд=5·10-6 1/°С, неравенство, определяющее область преобразования положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи в отрицательную, примет вид:Since the non-linearity of the DC current factor of the bridge circuit Δα d = α + d- d = 5 · 10 -6 1 / ° С and the resistance of the power source is negligible, to ensure the negative non-linearity of the DC current factor of the bridge circuit of the sensor, a thermally independent resistor R i must be included in the power circuit . To verify the applicability of the proposed circuit method, it is necessary to verify the affiliation of the DC bridge circuit and its non-linearity of the region specified in table 3. In accordance with table 3 and taking into account the fact that α - d = 1.7 · 10 -4 1 / ° С, α + in = 5 · 10 -4 1 / ° С and Δα d = 5 · 10 -6 1 / ° С, the inequality that defines the region of transformation of the positive nonlinearity of the DC-link circuit of the bridge circuit into negative will take the form:

1 , 7 1 0 4 1 / С < 0 , 9 3 1 7 α в х + 2 , 7 9 4 1 1 0 4 = 1 , 8 6 4 1 0 4 1 / С

Figure 00000009
. one , 7 one 0 - four one / FROM < 0 , 9 3 one 7 α at x + - 2 , 7 9 four one one 0 - four = one , 8 6 four one 0 - four one / FROM
Figure 00000009
.

Выполнение приведенного неравенства позволяет сделать вывод о возможности получения отрицательной нелинейности ТКЧ мостовой цепи Δαдо≤2·10-6 1/°С рассмотренным выше схемным способом. Сам датчик должен быть подключен к нагрузке с номиналом Rн>500 кОм. Для определения требуемого номинала резистора Ri необходимо при подключении датчика к нагрузке с номиналом Rн>500 кОм решить уравнение (7):Fulfillment of the above inequality allows us to conclude that it is possible to obtain a negative nonlinearity of the DC-link TCD of Δα up to ≤2 · 10 -6 1 / ° С using the above-described circuit method. The sensor itself must be connected to a load with a rating of R n > 500 kOhm. To determine the required value of the resistor R i it is necessary when connecting the sensor to the load with a rating of R n > 500 kOhm to solve equation (7):

1 0 3 1 , 7 5 1 0 4 1 , 0 5 + R i ( 5 1 0 4 + 1 , 7 5 1 0 4 + 8 , 7 5 1 0 6 ) 1 0 3 1 , 0 5 + R i 1 0 3 1 , 7 1 0 4 0 , 9 4 9 5 + R i ( 5 , 0 5 1 0 4 + 1 , 7 1 0 4 8 , 5 8 5 1 0 6 ) 1 0 3 0 , 9 4 9 5 + R i = 2 , 0 1 0 6 1 / C .

Figure 00000010
one 0 3 one , 7 5 one 0 - four one , 0 5 + R i ( 5 one 0 - four + one , 7 5 one 0 - four + 8 , 7 5 one 0 - 6 ) one 0 3 one , 0 5 + R i - - one 0 3 one , 7 one 0 - four 0 , 9 four 9 5 + R i ( 5 , 0 5 one 0 - four + one , 7 one 0 - four - 8 , 5 8 5 one 0 - 6 ) one 0 3 0 , 9 four 9 5 + R i = - 2 , 0 one 0 - 6 one / C .
Figure 00000010

Решением уравнения является номинал Ri=451,880 Ом. Для последующей компенсации мультипликативной погрешности необходимо определить ТКЧ мостовой цепи после включения резистора Ri, что требует вычисления выходного напряжения, когда датчик работает в режиме холостого хода. При нормальной температуре выходной сигнала мостовой цепи в соответствии (2) составит:The solution to the equation is the nominal R i = 451.880 Ohms. For the subsequent compensation of the multiplicative error, it is necessary to determine the TCD of the bridge circuit after turning on the resistor R i , which requires the calculation of the output voltage when the sensor is operating in idle mode. At normal temperature, the output signal of the bridge circuit in accordance with (2) will be:

U в ы х = 2 , 5 1 0 3 1 0 3 + 4 5 1 , 8 8 0 0 , 0 1 = 1 7 , 2 1 9 0 5 4 м В

Figure 00000011
U at s x = 2 , 5 one 0 3 one 0 3 + four 5 one , 8 8 0 0 , 0 one = one 7 , 2 one 9 0 5 four m AT
Figure 00000011

В соответствии с (1) при температуре t+=120°С выходное напряжение составит:In accordance with (1) at a temperature of t + = 120 ° C, the output voltage will be:

U в ы х t + = 2 , 5 1 0 3 1 , 0 5 1 , 0 1 7 5 1 0 3 1 , 0 5 + 4 5 1 , 8 8 0 0 , 0 1 = 1 7 , 7 8 3 9 6 1 м В

Figure 00000012
U at s x t + = 2 , 5 one 0 3 one , 0 5 one , 0 one 7 5 one 0 3 one , 0 5 + four 5 one , 8 8 0 0 , 0 one = one 7 , 7 8 3 9 6 one m AT
Figure 00000012

а при t-=-80°С выходное напряжение датчика составит:and at t - = -80 ° C the output voltage of the sensor will be:

U в ы х t = 2 , 5 1 0 3 0 , 9 4 9 5 0 , 9 8 3 0 1 0 3 0 , 9 4 9 5 + 4 5 1 , 8 8 0 0 , 0 1 = 1 6 , 6 5 0 7 0 3 м В

Figure 00000013
U at s x t - = 2 , 5 one 0 3 0 , 9 four 9 5 0 , 9 8 3 0 one 0 3 0 , 9 four 9 5 + four 5 one , 8 8 0 0 , 0 one = one 6 , 6 5 0 7 0 3 m AT
Figure 00000013

С учетом вычисленных значений выходных напряжений ТКЧ мостовой цепи при температуре t+=120°С составит:Given the calculated values of the output voltages of the DC circuit bridge at a temperature t + = 120 ° C will be:

α д о + = U в ы х t + U в ы х U в ы х Δ t + = 0 , 5 6 4 9 0 7 1 7 , 2 1 9 0 5 4 1 0 0 = 3 , 2 8 1 1 0 4 1 / С

Figure 00000014
α d about + = U at s x t + - U at s x U at s x Δ t + = 0 , 5 6 four 9 0 7 one 7 , 2 one 9 0 5 four one 0 0 = 3 , 2 8 one one 0 - four one / FROM
Figure 00000014

При температуре t-=-80°С ТКЧ мостовой цепи составит:At a temperature of t - = -80 ° C, the TFC of the bridge circuit will be:

α д о = U в ы х U в ы х U в ы х Δ t = 0 , 5 6 8 3 5 1 1 7 , 2 1 9 0 5 4 ( 1 0 0 ) = 3 , 3 0 1 1 0 4 1 / С

Figure 00000015
α d about - = U at s x - - U at s x U at s x Δ t - = - 0 , 5 6 8 3 5 one one 7 , 2 one 9 0 5 four ( - one 0 0 ) = 3 , 3 0 one one 0 - four one / FROM
Figure 00000015

Таким образом, включение термонезависимого резистора Ri в цепь питания позволило получить требуемую отрицательную нелинейность ТКЧ мостовой цепи Δαдо=-2·10-6 1/°С. С учетом ТКС выходного сопротивления (α+вх=5·10-4 1/°С), полученного значения ТКЧ мостовой цепи (α+до=3,281·10-4 1/°С) система (6), определяющая область применения прототипа, примет вид:Thus, the inclusion of a thermally independent resistor R i in the power circuit made it possible to obtain the required negative nonlinearity of the DC-link TCD of the bridge circuit Δα to = -2 · 10 -6 1 / ° С. Taking into account the TCS of the output resistance (α + bx = 5 · 10 -4 1 / ° C), the obtained TFC of the bridge circuit (α + to = 3.281 · 10 -4 1 / ° C) system (6), which determines the scope of the prototype will take the form:

{ 3 , 2 8 1 1 0 4 1 / С > 0 , 3 2 5 α в ы х + + 0 , 0 5 1 0 4 = 1 , 6 7 5 1 0 4 1 / С ; Δ α д о = 2 1 0 6 1 / С .

Figure 00000016
{ 3 , 2 8 one one 0 - four one / FROM > 0 , 3 2 5 α at s x + + 0 , 0 5 one 0 - four = one , 6 7 5 one 0 - four one / FROM ; Δ α d about = - 2 one 0 - 6 one / FROM .
Figure 00000016

Приведенная система подтверждает, что в соответствии с прототипом для компенсации мультипликативной температурной погрешности можно включить термозависимый резистор Rαвых, зашунтированный термонезависимым резистором Rдвых, в выходную диагональ мостовой цепи датчика. Сопротивление нагрузки должно составлять Rн≤2кОм. Допустим, что датчик после включения компенсационных резисторов будет подключен к нагрузке Rн=2кОм. Для вычисления номиналов компенсационных резисторов необходимо решить следующую систему уравнений в соответствии с прототипом:The above system confirms that, in accordance with the prototype, to compensate for the multiplicative temperature error, it is possible to include a thermally dependent resistor R αout , shunted by a thermally independent resistor R two , in the output diagonal of the sensor bridge circuit. The load resistance should be Rn≤2kOhm. Suppose that the sensor after switching on the compensation resistors will be connected to the load Rn = 2kOhm. To calculate the values of the compensation resistors, it is necessary to solve the following system of equations in accordance with the prototype:

{ ( 3 1 0 3 ( R α в ы х + R д в ы х ) + R α в ы х R д в ы х ) ( R α в ы х 1 , 4 + R д в ы х ) 1 , 0 3 2 8 ( R α в ы х + R д в ы х ) [ ( 2 1 0 3 + 1 0 3 1 , 0 5 ) ( R α в ы х 1 , 4 + R д в ы х ) + R α в ы х R д в ы х 1 , 4 ] 1 0 0 0 , 0 1 = 0 ; ( 3 1 0 3 ( R α в ы х + R д в ы х ) + R α в ы х R д в ы х ) ( R α в ы х 1 , 4 + R д в ы х ) 1 , 0 3 2 8 ( R α в ы х + R д в ы х ) [ ( 2 1 0 3 + 1 0 3 1 , 0 5 ) ( R α в ы х 1 , 4 + R д в ы х ) + R α в ы х R д в ы х 1 , 4 ] 1 0 0 0 , 0 1 ( 3 1 0 3 ( R + α в ы х R д в ы х ) + R α в ы х R д в ы х ) ( R α в ы х 0 , 6 + R д в ы х ) 0 , 9 6 7 0 ( R α в ы х + R д в ы х ) [ ( 2 1 0 3 + 1 0 3 0 , 9 4 9 5 ) ( R α в ы х 0 , 6 + R д в ы х ) + R α в ы х R д в ы х 0 , 6 ] ( 1 0 0 ) 0 , 0 1 = 0 .

Figure 00000017
{ ( 3 one 0 3 ( R α at A. s x + R d at s x ) + R α at s x R d at s x ) ( R α at A. s x one , four + R d at s x ) one , 0 3 2 8 ( R α at A. s x + R d at s x ) [ ( 2 one 0 3 + one 0 3 one , 0 5 ) ( R α at s x one , four + R d at s x ) + R α at A. s x R d at s x one , four ] one 0 0 - 0 , 0 one = 0 ; ( 3 one 0 3 ( R α at A. s x + R d at s x ) + R α at A. s x R d at s x ) ( R α at A. s x one , four + R d at s x ) one , 0 3 2 8 ( R α at A. s x + R d at s x ) [ ( 2 one 0 3 + one 0 3 one , 0 5 ) ( R α at s x one , four + R d at s x ) + R α at A. s x R d at s x one , four ] one 0 0 - 0 , 0 one - - ( 3 one 0 3 ( R + α at A. s x R d at s x ) + R α at A. s x R d at s x ) ( R α at A. s x 0 , 6 + R d at s x ) 0 , 9 6 7 0 ( R α at A. s x + R d at s x ) [ ( 2 one 0 3 + one 0 3 0 , 9 four 9 5 ) ( R α at A. s x 0 , 6 + R d at s x ) + R α at A. s x R d at s x 0 , 6 ] ( - one 0 0 ) - 0 , 0 one = 0 .
Figure 00000017

Решением данной системы уравнений являются следующие номиналы компенсационных резисторов: Rαвых=132,735Ом, Rдвых=51102,770Ом. Электрическая схема после включения компенсационных резисторов примет вид, представленный на фиг.3.The solution to this system of equations is the following values of the compensation resistors: R αout = 132.735 Ohm, R double = 51102.770 Ohm. The electrical circuit after turning on the compensation resistors will take the form shown in Fig.3.

Для определения мультипликативной чувствительности датчика к температуре необходимо определить значения напряжения выходного сигнала при нормальной температуре и температурах, соответствующих пределам рабочего диапазона температур. При нормальной температуре сопротивление резистора Кαвых, зашунтированного резистором Rдвых, составит:To determine the multiplicative sensitivity of the sensor to temperature, it is necessary to determine the voltage values of the output signal at normal temperature and temperatures corresponding to the limits of the operating temperature range. At normal temperature, the resistance of the resistor K αout , shunted by the resistor R two , will be:

R э = R α в ы х R д в ы х R α в ы х + R д в ы х = 1 3 2 , 7 3 5 5 1 1 0 2 , 7 7 0 1 3 2 , 7 3 5 + 5 1 1 0 2 , 7 7 0 = 1 3 2 , 3 9 1 О м

Figure 00000018
R uh = R α at A. s x R d at s x R α at A. s x + R d at s x = one 3 2 , 7 3 5 5 one one 0 2 , 7 7 0 one 3 2 , 7 3 5 + 5 one one 0 2 , 7 7 0 = one 3 2 , 3 9 one ABOUT m
Figure 00000018

Следовательно, в соответствии с описанием прототипа выходное напряжение составит:Therefore, in accordance with the description of the prototype, the output voltage will be:

U в ы х = U п и т k ( k + 1 ) 2 R в х R в х + R i R н R + н R в ы х + R э i = 1 4 ε i = = 2 , 5 1 0 3 1 0 3 + 4 5 1 , 8 8 0 2 1 0 3 2 1 0 3 + 1 0 3 + 1 3 2 , 3 9 1 0 , 0 1 = 1 0 , 9 9 4 1 9 2 м В .

Figure 00000019
U at s x = U P and t k ( k + one ) 2 R at x R at x + R i R n R + n R at s x + R uh i = one four ε i = = 2 , 5 one 0 3 one 0 3 + four 5 one , 8 8 0 2 one 0 3 2 one 0 3 + one 0 3 + one 3 2 , 3 9 one 0 , 0 one = one 0 , 9 9 four one 9 2 m AT .
Figure 00000019

При температуре t+=120°C:At a temperature of t + = 120 ° C:

R э = R α в ы х ( 1 + α к Δ t + ) R д в ы х R α в ы х ( 1 + α к Δ t + ) + R д в ы х = 1 3 2 , 7 3 5 1 , 4 5 1 1 0 2 , 7 7 0 1 3 2 , 7 3 5 1 , 4 5 1 1 0 2 , 7 7 0 = 1 8 5 , 1 5 6 О м

Figure 00000020
; R uh = R α at A. s x ( one + α to Δ t + ) R d at s x R α at A. s x ( one + α to Δ t + ) + R d at s x = one 3 2 , 7 3 5 one , four 5 one one 0 2 , 7 7 0 one 3 2 , 7 3 5 one , four 5 one one 0 2 , 7 7 0 = one 8 5 , one 5 6 ABOUT m
Figure 00000020
;

U в ы х t + = U п и т k ( k + 1 ) 2 R в х ( 1 + α в х + Δ t + ) ( 1 + α д + Δ t + ) R в х ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i R н R н + R в ы х ( 1 + α в ы х + Δ t + ) + R э i = 1 4 ε i = = 2 , 5 1 0 3 1 , 0 5 1 , 0 1 7 5 1 0 3 1 , 0 5 + 4 5 1 , 8 8 0 2 1 0 3 2 1 0 3 + 1 0 3 1 , 0 5 + 1 8 5 , 1 5 6 0 , 0 1 = 1 0 , 9 9 4 1 9 1 м В .

Figure 00000021
U at s x t + = U P and t k ( k + one ) 2 R at x ( one + α at x + Δ t + ) ( one + α d + Δ t + ) R at x ( one + α at x + Δ t + ) + R i R n R n + R at s x ( one + α at s x + Δ t + ) + R uh i = one four ε i = = 2 , 5 one 0 3 one , 0 5 one , 0 one 7 5 one 0 3 one , 0 5 + four 5 one , 8 8 0 2 one 0 3 2 one 0 3 + one 0 3 one , 0 5 + one 8 5 , one 5 6 0 , 0 one = one 0 , 9 9 four one 9 one m AT .
Figure 00000021

При температуре t-=-80°С:At a temperature of t - = -80 ° C:

R э = R α в ы х ( 1 + α к Δ t ) R д в ы х R α в ы х ( 1 + α к Δ t ) + R д в ы х = 1 3 2 , 7 3 5 0 , 6 5 1 1 0 3 1 3 2 , 7 3 5 0 , 6 + 5 1 1 0 3 = 7 9 , 5 1 7 О м

Figure 00000022
; R uh = R α at A. s x ( one + α to Δ t - ) R d at s x R α at A. s x ( one + α to Δ t - ) + R d at s x = one 3 2 , 7 3 5 0 , 6 5 one one 0 3 one 3 2 , 7 3 5 0 , 6 + 5 one one 0 3 = 7 9 , 5 one 7 ABOUT m
Figure 00000022
;

U в ы х t = U п и т k ( k + 1 ) 2 R в х ( 1 + α в х Δ t ) ( 1 + α д Δ t ) R в х ( 1 + α в х Δ t ) + R i R н R н + R в ы х ( 1 + α в ы х Δ t ) + R э i = 1 4 ε i = = 2 , 5 1 0 3 0 , 9 4 9 5 0 , 9 8 3 1 0 3 0 , 9 4 9 5 + 4 5 1 , 8 8 0 2 1 0 3 2 1 0 3 + 1 0 3 0 , 9 4 9 5 + 7 9 , 5 1 7 0 , 0 1 = 1 0 , 9 9 4 1 3 0 м В .

Figure 00000023
U at s x t - = U P and t k ( k + one ) 2 R at x ( one + α at x - Δ t - ) ( one + α d - Δ t - ) R at x ( one + α at x - Δ t - ) + R i R n R n + R at s x ( one + α at s x - Δ t - ) + R uh i = one four ε i = = 2 , 5 one 0 3 0 , 9 four 9 5 0 , 9 8 3 one 0 3 0 , 9 four 9 5 + four 5 one , 8 8 0 2 one 0 3 2 one 0 3 + one 0 3 0 , 9 four 9 5 + 7 9 , 5 one 7 0 , 0 one = one 0 , 9 9 four one 3 0 m AT .
Figure 00000023

Мультипликативная температурная чувствительность датчика при t+=120°С:Multiplicative temperature sensitivity of the sensor at t + = 120 ° С:

S = k t + U в ы х t + U в ы х U в ы х Δ t + = 1 0 6 1 0 , 9 9 4 1 9 2 1 0 0 = 9 , 0 9 6 1 0 1 0 1 / С

Figure 00000024
. S = k t + U at s x t + - U at s x U at s x Δ t + = - one 0 - 6 one 0 , 9 9 four one 9 2 one 0 0 = - 9 , 0 9 6 one 0 - one 0 one / FROM
Figure 00000024
.

Мультипликативная температурная чувствительность датчика при t-=-80°С:Multiplicative temperature sensitivity of the sensor at t - = -80 ° С:

S k t = U в ы х t U в ы х U в ы х Δ t = 6 , 2 1 0 5 1 0 , 9 9 4 1 9 2 ( 1 0 0 ) = 5 , 6 3 9 1 0 8 1 / С

Figure 00000025
S k t - = U at s x t - - U at s x U at s x Δ t - = - 6 , 2 one 0 - 5 one 0 , 9 9 four one 9 2 ( - one 0 0 ) = 5 , 6 3 9 one 0 - 8 one / FROM
Figure 00000025

Таким образом, полученная после компенсации чувствительность значительно меньше предельно допустимого значения температурной чувствительности (Sktдоп=10-4 1/°С).Thus, the sensitivity obtained after compensation is much less than the maximum permissible temperature sensitivity (S ktdop = 10 -4 1 / ° С).

Предлагаемый способ полной компенсации мультипликативной температурной погрешности показал высокую точность компенсации при положительной нелинейности ТКЧ мостовой цепи, которая зависит только от точности изготовления компенсационных резисторов и точности определения физических характеристик тензорезисторов.The proposed method for the full compensation of the multiplicative temperature error showed a high accuracy of compensation with positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit, which depends only on the accuracy of manufacturing compensation resistors and the accuracy of determining the physical characteristics of strain gauges.

Claims (1)

Способ настройки тензорезисторных датчиков с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности с учетом положительной нелинейности температурной характеристики выходного сигнала датчика, заключающийся в том, что при сопротивлении нагрузки Rн>500 кОм определяют температурный коэффициент чувствительности (ТКЧ) мостовой цепи α+до и α-до для диапазона температур Δt+=t+-t0 и Δt-=t-t0, где t0, t+, t- - нормальная температура, верхний и нижний предел рабочего диапазона температур соответственно, вычисляют нелинейность ТКЧ мостовой цепи Δαдо+до-до, если нелинейность ТКЧ мостовой цепи принимает отрицательное значение, то при сопротивлении нагрузки Rн≤2 кОм определяют выходное сопротивление мостовой цепи, ТКС выходного сопротивления мостовой цепи для диапазона температур Δt+ и Δt-, проверяют нахождение ТКЧ мостовой цепи и нелинейности ТКЧ мостовой цепи в области применения и, если параметры датчика находятся в области применения, вычисляют номиналы резисторов Rαвых и Rдвых, устанавливают термозависимый резистор Rαвых, зашунтированный термонезависимым резистором Rдвых, в выходную диагональ мостовой цепи датчика, отличающийся тем, что, если нелинейность ТКЧ мостовой цепи принимает положительное значение, то после определения нелинейности ТКЧ мостовой цепи и до определения выходного сопротивления мостовой цепи, а также ТКС выходного сопротивления мостовой цепи, преобразуют положительную нелинейность ТКЧ мостовой цепи в отрицательную путем включения термонезависимого резистора Ri, в диагональ питания мостовой цепи, для чего определяют при Rн>500 кОм ТКЧ тензорезисторов α+д и α-д для диапазона температур Δt+ и Δt- соответственно, вычисляют нелинейность ТКЧ тензорезисторов Δαд+д-д, определяют величину входного сопротивления Rвx, TKC входного сопротивления α+вх, α-вх для диапазона температур Δt+ и Δt- соответственно, выявляют нахождение α+д и Δαд в области, заданной таблицей 3 и, если α+д и Δαд удовлетворяют условиям, приведенным в таблице
Нелинейность ТКЧ тензорезистора Δαд·10-6, 1/°С TKC входного сопротивления, α+вх·10-4, 1/°С Максимальное значение ТКЧ тензорезистора α+дмакс·10-4, 1/°С 0,0 0-0,5 -17,5700αвх+10-3 0,5-1,0 -0,4280α+вх+1,429·10-4 1,0-3,0 0,4255α+вх+0,5755·10-4 3,0-10,0 0,9186α+вх-0,9037·10-4 1,0 1,0-3,0 0,6885α+вх-0,6685·10-4 3,0-10,0 0,9190α+вх-1,3600·10-4 2,0 1,8-3,0 0,7767α+вх-1,3170·10-4 3,0-10,0 0,9191α+вх-1,7444·10-4 3,0 2,2-3,0 0,7488α+вх-1,5743·10-4 3,0-10,0 0,9197α+вх-2,0871·10-4 4,0 2,7-10,0 0,9239α+вх-2,4357·10-4 5,0 3,0-10,0 0,9317α+вх-2,7941·10-4 6,0 3,4-10,0 0,9367α+вх-3,1067·10-4 7,0 3,7-10,0 0,9411α+вх-3,3981·10-4 8,0 4,0-10,0 0,9447α+вх-3,6677·10-4 9,0 4,2-10,0 0,9481α+вх-3,9240·10-4 10,0 4,4-10,0 0,9511α+вх-4,1667·10-4

определяют величину номинала термонезависимого резистора Ri, решая уравнение:
R в х α д + ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i ( α в х + + α д + + α в х + α д + Δ t + ) R в х ( 1 + α в х + Δ t + ) + R i R в х α д ( 1 + α в х Δ t ) + R i ( α в х + α д + α в х α д Δ t ) R в х ( 1 + α в х Δ t ) + R i = 2 1 0 6 1 / C ,
Figure 00000026

включают термонезависимый резистор Ri в диагональ питания мостовой цепи датчика, определяют ТКЧ мостовой цепи датчика и его нелинейность после включения термонезависимого резистора Ri.
A method for tuning strain gauge sensors with a bridge measuring circuit by a multiplicative temperature error, taking into account the positive non-linearity of the temperature characteristic of the sensor output signal, namely, when the load resistance R n > 500 kOhm, the temperature sensitivity coefficient (TCR) of the bridge circuit is determined α + to and α - up to a temperature range Δt + = t + -t 0 and Δt - = tt 0, where t 0 + t, t - - normal temperature, the upper and lower limit of the operating temperature range, respectively, calculated nelineynos s TCF bridge circuit to Δα = α + to- before, if the nonlinearity TCF bridge circuit takes a negative value, the load resistance R k n ≤2 determine the output resistance bridge circuit, the output TCR resistance bridge circuit for temperature range + Δt and Δt - , check the presence of the DC-link TCD and the non-linearity of the DC link of the bridge in the field of application and, if the sensor parameters are in the field of application, calculate the values of the resistors R α out and R two , set the temperature- dependent resistor R α out , shunted by thermo by an independent resistor R two , into the output diagonal of the sensor bridge circuit, characterized in that if the non-linearity of the TFC of the bridge circuit takes a positive value, then after determining the non-linearity of the TFC of the bridge circuit and before determining the output resistance of the bridge circuit, as well as the TCS of the output resistance of the bridge circuit, the positive nonlinearity of the DC circuit of the bridge circuit into negative by including a thermally independent resistor R i in the diagonal of the power supply of the bridge circuit, for which it is determined when R n > 500 kOhm TCR of the strain gages α + d and α - d for the temperature range Δt + and Δt - respectively, calculate the non-linearity of the TFC of the strain gages Δα d = α + d- d , determine the value of the input resistance R in , TKC of the input resistance α + in , α - in for the temperature range Δt + and Δt - respectively, identify the presence of α + d and Δα d in the area specified by table 3 and, if α + d and Δα d satisfy the conditions given in the table
The non-linearity of the TSC strain gage Δα d · 10 -6 , 1 / ° C TKC of input resistance, α + in · 10 -4 , 1 / ° С The maximum value of the TCI of the strain gauge α + dmax · 10 -4 , 1 / ° С 0,0 0-0.5 -17.5700α in +10 -3 0.5-1.0 -0.4280α + in + 1.429 · 10 -4 1.0-3.0 0.4255α + in + 0.5755 · 10 -4 3.0-10.0 0.9186α + in -0.903710 -4 1,0 1.0-3.0 0.6885α + in -0.6685 · 10 -4 3.0-10.0 0.9190α + in -1.3600 · 10 -4 2.0 1.8-3.0 0.7767α + BX -1.3170 · 10 -4 3.0-10.0 0.9191α + in -1.7444 · 10 -4 3.0 2.2-3.0 0.7488α + BX -1.5743 · 10 -4 3.0-10.0 0.9197α + BX -2.087110 -4 4.0 2.7-10.0 0.9239α + in -2.4357 · 10 -4 5,0 3.0-10.0 0.9317α + in -2.794110 -4 6.0 3.4-10.0 0.9367α + in -3.106710 -4 7.0 3.7-10.0 0.9411α + in -3.3981.10 -4 8.0 4.0-10.0 0.9447α + in -3.6677 · 10 -4 9.0 4.2-10.0 0.9481α + in -3.9240 · 10 -4 10.0 4.4-10.0 0.9511α + in -4.1667 · 10 -4

determine the value of the thermally independent resistor R i by solving the equation:
R at x α d + ( one + α at x + Δ t + ) + R i ( α at x + + α d + + α at x + α d + Δ t + ) R at x ( one + α at x + Δ t + ) + R i - - R at x α d - ( one + α at x - Δ t - ) + R i ( α at x - + α d - + α at x - α d - Δ t - ) R at x ( one + α at x - Δ t - ) + R i = - 2 one 0 - 6 one / C ,
Figure 00000026

include the thermally independent resistor R i in the diagonal of the power supply of the sensor bridge circuit, determine the DC current factor of the sensor bridge circuit and its nonlinearity after turning on the thermally independent resistor R i .
RU2012128015/28A 2012-07-03 2012-07-03 Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor RU2507476C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012128015/28A RU2507476C1 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012128015/28A RU2507476C1 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012128015A RU2012128015A (en) 2014-01-10
RU2507476C1 true RU2507476C1 (en) 2014-02-20

Family

ID=49884211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012128015/28A RU2507476C1 (en) 2012-07-03 2012-07-03 Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2507476C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569924C1 (en) * 2014-08-22 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Indirect method to tune strain gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor
RU2569923C1 (en) * 2014-08-22 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Indirect method to tune strain gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173148A (en) * 1977-10-07 1979-11-06 Hitachi, Ltd Semiconductor strain gauge with temperature compensator
GB2370122A (en) * 2000-12-16 2002-06-19 Senstronics Ltd Temperature compensated strain gauges
RU2408839C1 (en) * 2009-11-06 2011-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of sensor output signal temperature characteristic
RU2443973C1 (en) * 2010-10-15 2012-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit based on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of temperature characteristic of sensor output signal
RU2444700C1 (en) * 2010-10-15 2012-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method to adjust strain gauges with bridge measuring circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of gauge output signal
RU2450244C1 (en) * 2010-10-15 2012-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of setting for strain gage resistors with bridge measurement circuit as per multiplicative temperature error with consideration of non-linear temperature response of output sensor signal

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173148A (en) * 1977-10-07 1979-11-06 Hitachi, Ltd Semiconductor strain gauge with temperature compensator
GB2370122A (en) * 2000-12-16 2002-06-19 Senstronics Ltd Temperature compensated strain gauges
RU2408839C1 (en) * 2009-11-06 2011-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of sensor output signal temperature characteristic
RU2443973C1 (en) * 2010-10-15 2012-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit based on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of temperature characteristic of sensor output signal
RU2444700C1 (en) * 2010-10-15 2012-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method to adjust strain gauges with bridge measuring circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of gauge output signal
RU2450244C1 (en) * 2010-10-15 2012-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of setting for strain gage resistors with bridge measurement circuit as per multiplicative temperature error with consideration of non-linear temperature response of output sensor signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569924C1 (en) * 2014-08-22 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Indirect method to tune strain gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor
RU2569923C1 (en) * 2014-08-22 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Indirect method to tune strain gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012128015A (en) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2443973C1 (en) Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit based on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of temperature characteristic of sensor output signal
RU2450244C1 (en) Method of setting for strain gage resistors with bridge measurement circuit as per multiplicative temperature error with consideration of non-linear temperature response of output sensor signal
RU2444700C1 (en) Method to adjust strain gauges with bridge measuring circuit by multiplicative temperature error with account of non-linearity of temperature characteristic of gauge output signal
US9109883B2 (en) High resolution large displacement/crack sensor
CN101532817B (en) Resistance strain gauge and sensor using resistance strain gauge to change stress transfer mode
CN103033384B (en) A kind of calibration method of the intelligent lifting jack calibrating indicating device based on embedded platform
CN105651409A (en) Thermocouple cold junction compensation and temperature measurement circuit and device
KR101179169B1 (en) Temperature compensated load cell comprising strain gauges
RU2408839C1 (en) Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of sensor output signal temperature characteristic
RU2507476C1 (en) Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor
CN102435829A (en) Optical voltage sensor and self-calibration method for realizing sensor
CN103047939B (en) Fiber Bragg grating strain sensor engineering adaptability evaluation method
CN103323155A (en) Tension sensor and system for container
RU2231752C1 (en) Procedure of tuning of resistance strain-gauge transducers with bridge measurement circuit
RU2507477C1 (en) Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor
RU2507475C1 (en) Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor
RU2401982C1 (en) Method of adjusting tensoresistor sensors with bridge measurement circuit on multiplicative temperature error taking into account nonlinearity of sensor output signal temperature characteristic
Kalita et al. Design and uncertainty evaluation of a strain measurement system
RU2506534C1 (en) Method to tune strain-gauge sensors with bridge measurement circuit by multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of output signal of sensor
CN207991561U (en) A kind of device adjusted for resistance strain gage output
CN102288337A (en) Method and device for measuring differential resistance type sensor
RU2528242C2 (en) Method to adjust resistance strain gauge sensors with bridge measurement circuit using multiplicative temperature error with account of positive non-linearity of temperature characteristic of sensor output signal
CN105784270B (en) The uncertainty evaluation method of the full optical path spectral detection system of indirect type
RU2302611C1 (en) Substituded mode of tuning of resistive-strain sensors with a bridge measuring circuit on a multiplicative temperature error
CN111239495B (en) A micro-resistance measurement device and method using fixed small current excitation