ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

На рис. 1 приведена схема прибора. Прибор содержит тензорезисторы 1, источник 2 напряжения, оптроны 3 и 4, автогенераторы 5 и 6, смеситель 7. Первые выводы тензорезисторов 1 соединены с первым выводом источника 2 напряжения, вторые их выводы через соответствующие лампы накаливания оптронов 3 и 4 соединены со вторым выводом источника 2 напряжения, первые выводы фоторезисторов оптронов 3 4 соединены с общей шиной, а вторые - с частотозадающими цепями автогенераторов 5 и 6 соответственно, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами смесителя 7, выход которого соединен с выходом устройства.

На рис. 2 приведены зависимости 8-10 частоты выходных сигналов автогенераторов 5 и 6 и смесителя 7 соответственно от изменения сопротивленияr₀тенхорезисторов 1

Прибор работает следующим образом:

Значение тока ламп накаливания оптронов 3 и 4 определяется выражением

гдеu- напряжение питания моста;

r_л- сопротивление нити лампы накаливания оптрона при заданном напряжении питания;

r_т- сопротивление тензорезистора в состоянии равновесия 9при отсутствии деформации);

r- сопротивление тензорезистора при наличии деформации.

Изменение сопротивления тензорезистора в зависимости от величины тока лампы накаливания оптрона определяется отношением:

гдеr0,n- коэффициенты апроксимации;

r=r_л+r_т

Известно, что частота автогенератораrc- типа определяется непосредственно значением сопротивления времязадающей цепи, следовательно:

гдеk1 - коэффициент пропорциональности.

На выходе смесителя 7 соответственно определяется разность частот автогенераторов 5 и 6

Для случая одинаковых параметров оптронов и автогенераторов устройства, обозначив k ₁r ₀e ^nr/u= k окончательно получим

При умножении и делении данного выражения на два, оно может быть преобразовано

То есть данное выражение может быть сведено к гиперболическому синусу. При разложении в степенной ряд получим

Таким образом, изменение сопротивлений тензорезисторов 1 приводит к изменению сопротивлений фоторезисторов оптронов 3 и 4, а это, в свою очередь, приводит к изменению частот автогенераторов 5 и 6 и их разностей частоты. Выражение (5) определяет практически линейную зависимость, что доказано математически и подтверждаются практикой.

Предлагаемое устройство кроме хорошей линейности проходной функции имеет высокую чувствительность и может быть использовано без дополнительных усилительных устройств. Чувствительность преобразователя

может достигать порядка 10 ⁵ - 10 ⁶ ГЦ/Ом, что позволяет фиксировать весьма малые деформации.

При изменении механических нагрузок, деформаций, усилий, с помощью высокостабильных тензометрических усилителей, которые не позволяют применять тензометрические измерительные преобразователи и реализовать дистанционное измерение, и кроме того довольно дороги. Предлагается измерительный преобразователь с частотным выходом, позволяющий обойтись без специальных усилителей и реализовать дистанционное измерение.