Измерение деформации

Полномостовая цепь для измерения деформации при испытании материала на усталость показана на рис. 2.14. Мост является интегральным устройством и может быть закреплен на поверхности, деформацию или изгиб которой необходимо измерить. В схеме используется генератор тока возбуждения для выполнения дистанционных измерений. Устройство ОР177 питает мост током 10 мА, для чего используется источник опорного напряжения 1.235 В. Тензодатчик дает выходной сигнал 10.25 мВ/1000 е. о. д. Сигнал усиливается инструментальным усилителем AD620 с коэффициентом усиления 100. Величину напряжения верхнего предела (полной шкалы) можно устанавливать, подстраивая потенциометр 100 Ом так, чтобы для деформации 3500 е. о. д. выход составлял 3.500 В, а для деформации +5000 е. о. д. – +5.000 В. Далее сигнал можно преобразовать с помощью АЦП с верхним пределом по входу 10 В. Конденсатор 0.1 мкФ на входе инструментального усилителя совместно с сопротивлением моста 1 кОм составляют низкочастотный фильтр для радиочастотных помех. Частота среза НЧ-фильтра около 1.6 КГц.

Рис. 2.14. Прецизионный усилитель для тензометрического датчика

Рис. 2.15. Прецизионный усилитель для динамометра

Рис. 2.16. Усилитель с однополярным питанием для элемента нагрузки

На рис. 2.15 показан другой пример цепи – усилитель динамометра (элемента нагрузки). Типовое сопротивление моста 350 Ом. 10.000 В возбуждение моста получают с помощью источника опорного напряжения на AD588, ОР177 и транзистора 2N2219A, обеспечивающего ток 28.57 мА. Для сохранения высокой линейности используется инструментальный усилитель. Схема содержит минимальное количество критичных резисторов и усилителей, что обеспечивает точность, стабильность и малую стоимость. Единственным требованием является низкий температурный коэффициент резистора 475 Ом и потенциометра 100 Ом для обеспечения низкого температурного дрейфа.

Как отмечалось ранее, прецизионный динамометр обычно представляет собой измерительный мост 350 Ом. На рис. 2.16 показан прецизионный усилитель динамометра с однополярным питанием. Прецизионный пятивольтный ИОН REF195 с высокой нагрузочной способностью (30 мА) используется для питания моста.

Сдвоенный операционный усилитель ОР213 образует ИУ на двух ОУ с коэффициентом усиления 100. Усиление задается резисторами: