Способ компенсации температурной погрешности тензопреобразователя и устройство для его осуществления

 

Использование: для компенсации температурного изменения чувствительности кремниевых тензопреобразователей интегрального типа. Сущность изобретения: устройство для реализации способа содержит тензопреобразователь, зашунтированный термозависимым двухполюсником, выполненным в виде полевого транзистора, у которого затвор соединен с истоком, и термонезависимый источник тока питания. Термокомпенсация достигается регулированием источника тока до получения оптимального тока, определяемого расчетным путем посредством линейной интерполяции по измеренным значениям чувствительности тензопреобразователя для двух температур T₁T₂ и двух токов J₁J₂ источника тока, выбранных произвольно из рабочего диапазона тензопреобразователя. Положительный эффект: повышение точности термокомпенсации в широком интервале рабочих температур, снижение трудоемкости термокомпенсации. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для компенсации температурного изменения чувствительности тензопреобразователей давления, вибрации и других физических величин, преимущественно кремниевых тензопреобразователей интегрального типа.

Известен способ компенсации температурной погрешности тензопреобразователя, согласно которому при изменении температуры изменяют напряжение питания тензопреобразователя с температурным коэффициентом, равным по величине, но противоположном по знаку температурному коэффициенту чувствительности (ТКЧ) [1] .

Известен способ компенсации температурной погрешности тензопреобразователя, включающий питание тензопреобразователя, зашунтированного компенсирующим термозависимым двухполюсником, он термонезависимого источника тока [2] . Известный способ реализуется устройством, которое содержит термонезависимый источник тока и подключенный к нему термозависимый двухполюсник, шунтирующий тензопреобразователь.

Недостатком известного технического решения является большая трудоемкость процесса термокомпенсации и ограниченная точность компенсации в широком диапазоне температур.

Изобретение направлено на повышение достоверности измерений за счет увеличения точности термокомпенсации в широком диапазоне рабочих температур при упрощении настройки и регулировки тензопреобразователь.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе компенсации температурной погрешности тензопреобразователя, включающем питание тензопреобразователя, зашунтированного компенсирующим термозависимым двухполюсником, от термонезависимого источника тока, в качестве компенсирующего термозависимого двухполюсника используют термозависимый источник тока, при этом измеряют выходные сигналы тензопреобразователя при различных температурах Т₁ и Т₂, выбранных из рабочего диапазона температур тензопреобразователя, для двух различных токов I₁ и I₂ термонезависимого источника тока, произвольно выбранных из рабочего диапазона допустимых для тензопреобразователя токов, а затем регулируют термонезависимый источники тока до получения оптимального тока I_опт, определяемого по соотношению: I_опт= , где S₁= S-S; S₂= S-S; S, S, S, S - значения чувствительности тензопреобразователя, определенные при температурах Т₁ и Т₂ и токах термонезависимого источника тока I₁ и I₂соответственно.

Сущность изобретения состоит также и в том, что в известном устройстве для компенсации температурной погрешности тензопреобразователя, содержащем термонезависимый источник тока и подключенный к нему термозависимый двухполюсник, шунтирующий тензопреобразователь, термозависимый двухполюсник выполнен в виде полевого транзистора, у которого затвор соединен с истоком.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа компенсации температурной погрешности тензопреобразователя; на фиг. 2 приведены зависимости чувствительности тензопреобразователя от величины тока термонезависимого источника тока при двух различных значениях температуры Т₁ и Т₂.

Устройство (фиг. 1) содержит тензопреобразователь 1, зашунтированный термозависимым двухполюсником 2, выполненным в виде полевого транзистора, у которого затвор соединен с истоком, и термонезависимый источник 3 тока питания.

Устройство работает следующим образом. При неизменной температуре регулировка тока источника 3 приводит к изменению тока в тензопреобразователе 1, в то время как ток, проходящий через полевой транзистор 2, остается неизменным.

При возрастании температуры чувствительность тензопреобразователя уменьшается и одновременно происходит уменьшение начального тока стока полевого транзистора, температурное изменение которого зависит только от его собственных свойств. При этом ток через тензопреобразователь увеличится на величину уменьшения тока стока полевого транзистора, что вызовет соответствующее увеличение чувствительности тензопреобразователя, компенсирующее температурное снижение чувствительности.

Для упрощения изготовления устройства компенсирующая схема и тензопреобразователь (фиг. 1) могут быть выполнены в едином технологическом цикле на одной подложке.

Благодаря использованию в схеме компенсации полевого транзистора, используемого в режиме источника тока, и регулированию температурной зависимости чувствительности тензопреобразователя посредством изменения величины тока термонезависимого источника тока питания достигается повышение точности термокомпенсации в широком интервале рабочих температур, снижается трудоемкость термокомпенсации.

(56) 1. Ваганов В. И. Интегральные тензопреобразователи. М. , 1983, с. 92.

2. Авторское свидетельство СССР N 238469, кл. G 01 L 19/04, 1985.

Формула изобретения

1. Способ компенсации температурной погрешности тензопреобразователя, включающий питание тензопреобразователя, зашунтированного компенсирующим термозависимым двухполюсником, от термонезависимого источника тока, отличающийся тем, что в качестве компенсирующего термозависимого двухполюсника используют термозависимый источник тока, при этом измеряют выходные сигналы тензопреобразователя при различных температурах T₁ и T₂, выбранных из рабочего диапазона температур тензопреобразователя, для двух различных токов I₁ и I₂термонезависимого источника тока, произвольно выбранных из рабочего диапазона допустимых для тензопреобразователя токов, а затем регулируют термонезависимый источник тока до получения оптимального тока I_опт, определяемого по соотношению I_опт= где S₁= S-S S₂= S-S S, S, S S - значения чувствительности тензопреобразователя, определенные при температурах T₁ и T₂ и токах термонезависимого источника тока I₁ и I₂ соответственно.

2. Устройство для компенсации температурной погрешности тензопреобразователя, содержащее термонезависимый источник тока и подключенный к нему термозависимый двухполюсник, шунтирующий тензопреобразователь, отличающееся тем, что термозависимый двухполюсник выполнен в виде полевого транзистора, у которого затвор соединен с истоком.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2