Основные принципы построения входных цепей буп.
Рассмотрим упрощенную принципиальную схему работы одного (первого) канала БУП (рис. 3). Активную часть тензомоста образуют тензорезисторы R∂1 и R∂2. При работе с одним активным тензорезистором, вместо второго необходимо подключить постоянный резистор, сопротивление которого равно сопротивлению активного тензорезистора.
Пассивную часть тензомоста образуют входящие в БПМ тензорезисторы R9 и R25 по 562 Ом каждое. С выходов тензомоста сигнал через разъем X4 поступает на входы дифференциального операционного усилителя. Для уменьшения наводок при отключенных тензорезисторах, входы усилителя зашунтированы резистором R1 (1МОм).
Поскольку сопротивление тензорезисторов R∂1, R∂2 и резисторов R9, R25 имеет определенную погрешность, изначально тензомост оказывается не сбалансированным. Для балансировки тензомоста используется переменный десятиоборотный резистор R49 (4,7 КОм), «ползунок» которого соединен со средней точкой пассивной части полумоста через резисторы R33 (62 КОм) и R42 (68 КОм). В сумме Rб=R33+R42=130КОм. Учитывая, что одинаковый относительный разбаланс плеч моста дает одинаковый (но разный по знаку) выходной сигнал, оценим какую величину разбаланса может компенсировать данная схема. При крайних положениях движка потенциометра R49, Rб=R33+R42= 130КОм оказывается включенным параллельно либо резистору R25, либо R9. Сопротивление каждого из них 562 Ом. При параллельном подключении R9 и Rб, общее сопротивление будет: R9б = R9* Rб/( R9+ Rб ), а относительное изменение сопротивления: R^ = (R9- R9б)/ R9, или
R^ = 1/ (1 + Rб/ R9) (1),
Подставляя наши параметры при балансировке, получаем: R^ = 0,0043. Таким образом, мы имеем возможность по каждому каналу компенсировать начальный разбаланс тензомоста: 0,0043, или 0,43% .
Входные цепи БУП обеспечивают не только балансировку каналов, но и электрическую тарировку их. По своей сути электрическая тарировка является действием, противоположным балансировке, т.е. сбалансированный мост подвергается разбалансу, соответствующему заданному изменению относительного сопротивления плеча моста. Для тарировки используются резисторы, относящиеся к БТЭ и R17 в БПМ, включенные по схеме, аналогичной схеме балансировки. Максимальная величина разбаланса при электрической тарировке составляет 0,002, или 0,2% . Она была выбрана исходя из величины стандартной рабочей зоны обычных тензорезисторов.
Учитывая, что формула (1) справедлива и для тарировки, при подстановке вместо Rб, Rт, имеем:
R^ = 1/ (1 + Rт/ R9) (2),
Отсюда, зная величину R^, можем определить Rт:
Rт = R9(1/ R^ - 1) (3),
Подставляя в (3) R9 = 562 Ом, R^ = 0,002, получаем Rт = 280438 Ом.
Вычтем из Rт величину R17:
R = Rт – R17 = 280438 – 264000 = 16438 Ом,
Таким образом, в цепи тарировки каждого канала в схеме БУП не хватает резистора, сопротивлением R = 16438 Ом. Такой резистор добавлен в блоке тарировки электрической (БТЭ), но в цепь уже общую для всех восьми каналов БУП, поэтому и его номинальное сопротивление должно быть уже Rm1 = R/8 = 2054,75 Ом. Учитывая, что использовались резисторы имеющие точность не выше 0,5% , можем округлить до Rm1 ≈ 2 КОм.
Тарировочный резистор Rтарир на рис. 3 условно показан как обычный переменный резистор, на самом деле в БТЭ вместо него к каждлму БУП подключена цепочка из десяти последовательно включенных постоянных точных резисторов, номиналом 150 Ом. Ручным переключателем производится подключение цепи тарировки к одной из ступеней получившегося делителя напряжения. Таким образом, БТЭ обеспечивает получение 11 ступеней тарировочного сигнала относительного разбаланса в пределах от -0,002 до +0,002, через 0,0004.