Устройство дистанционного измерения сопротивления

 

УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ, .содержащее эарядиый коиденсатор и первый резистор делителя напряжения, соединенные одними выводами через ключ с первнм выводом источника питания, второй вывод которого, соединен с обшей шиной, нуль-орган, одним из входов соединенный с другим выводом зарядного конденсатора и началом первого провода связи, резисторный датчик, один выводкоторого соединен с вторым резистором делителя напряжения и общей шиной, а другой вывод соединеи с эмиттером регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с концом первого провода линии связи, а база .соединена с концом второго провода линии связи и вторым выводом второго резистора делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , в него введены второй регулирующий транзистор, вспомогательный источник ЭДС и дополнительный дели-тель напряжения, причем вход второго регулирующего транзистора соединен с вторым выводом первого резистора основного делителя напряжения, выход соединен с началом второго провода линии связи, а управляю9 щий вход соединен с первым выводом вспомогательного источника ЭДС, второй вывод которого соединен с другим выводом зарядного ко.нденсатора , нуль-орган соединен вторым входом с вторыми выводами резисторов дополнительного делителя напряжения , первый резистор которого первым выводом соединен с обшей шиной, а второй резистор первым выводом э: соединен с первым выводом зарядного конденсатора. 4ib .1 05

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

ОО.В Л

РЕСПУБЛИК (19) (И), цд) G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t I

j с

ГОСУД4РСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3501272/18-21 (22) 12.10.82 (46) 15 01..84. Бюл. 9 2 (72) Ю.B. Немировский, В.В. Холкин, В.Ф. Худяков и IO.È. Шаповалов (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Иорского гид-. рофизического института АН УССР .(53) 621.317.733(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

474766, кл. с 01 R 27/10, 197 3.

2. Авторское свидетельство СССР

NI 531085, кл. 0 01 R 17/10, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ,,содержащее зарядный конденсатор и первый резистор делителя напряжения, соединенные одними выводами через ключ с первым выводом источника питания, второй вывод которого соединен с общей шиной, нуль-орган, одним иэ входов соединенный с другим выводом зарядного конденсатора и началом первого провода линии связи, резисториый. датчик, один вйвод которого,соединеи с вторым резистором дели.теля напряжения и общей шиной, а другой вывод соединен с эмиттером

% регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с концом пер- вого провода линии связи, а база ,соединена с концом второго провода линии связи и вторым выводом второго резистора делителя напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй регулирующий транзистор, вспомогательный источник ЭДС и дополнительный дели-тель напряжения, причем вход второ"

ro регулирующего транзистора соединен с вторым выводом первого резистора основного делителя напряжения, выход соединен с началом второго провода линии связи, а управляющий вход соединен с первым выводом вспомогательного источника ЭДС, второй вывод которого соединен с другим выводом зарядного конденсатора, нуль-орган соединен вторым входом с вторыми выводами реэисто- Я ров дополнительного делителя напряжения, первый резистор которого первым выводом соединен с общей шиной, а второй резистор первым выводом соединен с первым выводом зарядного конденсатора.

1067446 с первым выводом источника питания, второй вывод которого соединен с общей шиной, нуль-орган, одним иэ входов соединенный с другим выводом зарядного конденсатора и началом первого провода линии связи, резисторный датчик, один вывод ко-. торого соединен с вторым резистором делителя напряжения и общей шиной, а второй вывод соединен с эмитте10 ром регулирующего транзистора, коллектор которого соединен с концом первого провода линии связи, а база соединена с концом второго провоИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в системах телеизмерения и контроля.

Известен телеиэмерительный преобразователь сопротивления во временной интервал, выполненный по принципу РС -моста с двумя рассредоточенными ветвями $1).

Недостатком такого преобразователя является слабая помехозащищенность от помех с периодом, кратным времени измерения, а также низкая точность из-за влияния сопротивления проводов линии связи. Исключение это да линии связи и вторым выводом второго резистора делителя напряжения, введены второй регулирующий транзистор-, вспомогательный источник ЭДС и дополнительный делитель напряжения го влияния на результат измерения в подобных устройствах производится по образцовым отсчетам алгоритмическим путем, что требует усложнения аппаратуры и наличия в ее соста,ве специальных вычислительных средств.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рассредоточенный мост, содержащий зарядный конденсатор и резистор делителя, соединенные одними выводами через ключ с источником постоянного напряжения, нуль-орган, один из входов которого соединен с другим вы водом зарядного конденсатора и входо первого провода линии связи, а другой — с вторым выводом резистора делителя, развязывающий диод, второй провод линии связи, второй резистор делителя и реэисторный датчик.. Рассредоточенный мост снабжен регулирующим элементом, например транзистором, вход которого соединен с одним из выводов резисторного датчика. Другой вывод реэисторного датчика через второй резистор делителя соединен с управляющим входом регулирующего элемента, подключенным через второй провод линии связи и развяэывающий диод на другой вход нуль-органа, а выход первого провода линии связи соединен с выходом регулирующего элемента (2 ).

Известный рассредоточенный мост позволяет исключить зависимость результатов измерения от -сопротивления линии связи и помех, наводимых в ней. Однако из-за наличия приведенных. к входу нуль-органа шумов, обусловленных его собственными шумами, высокочастотными нуль сациями источника питания, наведенными помехами и другими возникает теля напряжения, соединенному другим выводом с входом второго регулирующего элемента, например транзистора

4, зарядного конденсатора 5, соеДИНЕННОГО ДРУГИМ ВЫВОДОМ Со ВСПОМОгательным источником ЭДС 6, началом первого провода линии 7 связи погрешность измерения сопротивления. и входом нуль-органа 8, второй вход которого подсоединен к средней точ60 ке дополнительного делителя напряжения на резисторах 9 и 10. Управляющий вход транзистора 4 соединен с вторым выводом вспомогательного источника ЭДС,6, а выход - с нача65 лом второго провода линии связи 11, Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дистанционного измерения сопротивления, содер»Йщее зарядный конденсатор и первый резистор делителя напряжения, соединенные одними выводами через ключ причем вход второго регулирующего транзистора соединен с вторым выводом первого резистора делителя напряжения, выход соединен с началом второго провода линии связи, а управляющий вход соединен с первым выводом вспомогательного источника

ЭДС, второй вывод которого соединен с другим выводом зарядного конденсатора, нуль-орган соединен вторым входом с .вторыми выводами резистом ров дополнительного делителя напря30 жения, первый резистор которого первым выводом соединен с общей шиной, а второй резистор первым выво,дом соединен с первым выводом зарядного конденсатора.

35 Благодаря применению вспомогательного делителя второй вход нульоргана отсоединен от первого образцового резистора, а вместо диода включен второй регулирующий элемент

4р СО вспомогательным истОчникОм ЭДС создающим начальное смещение. За счет этого возникает положительная обратная связь между выходом первого регулирующего элемента и его управляющим входом.

На Фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на .фиг. 2 и

3 — временные диаграммы.

Устройство состоит иэ источника

1 питания, подключенного через ключ 2 к резистору 3 первого дели1067446

aU (t) с,О (Ф)=ЕО ехР к к -1

10 откуда где R3 и р4 сопротивленил резисторов 9 и 10;

E — напряжение источни25 ка 1 питания, При этом интервал времени t2 линеен по отношению к величине R

Ввиду того, что скорость нарастания напряжения на емкости в мо30 мент срабатывания нуль-органа в этом случае больше, чем при обычном линейном заряде конденсатора, т.е. неопределенность момента срабатывания t g (см, фиг. 2 ) нуль орга35 на ЙФ =1 -1 меньше, чем при линейЭ 3 ном заряде.

Неопределенность момента срабатывания нуль-органа, вызываемая приведенными к его входу шумами

40 в данном устройстве в cL раз меньше, чем при линейном заряде конденсатора, где:

+1

Сдд — напряжение на зарядном конденсаторе в момент срабатывания нуль-органа.

Вид этой функции показан на фиг. 3. Она представляет соббй монотонновозрастающую функцию от от UoA ношения о >0 при этом Ы > 1.

Ео

Таким образом, предлагаемое уст55 ройство позволяет уменьшить неопределенность момента срабатывания нуль органа, в результате чего повышается чувствительность устройства, приводящая к увеличению точности

60 измерения. конец которого подключен к резистору 12 первого делителя напряжения, второй вывод -которого соединен с

° общей шиной питания, и базе регулирующего транзистора 13, эмнттер которого подключен к резисторному датчику 14, второй вывод которого соедИнен с общей шиной питания, а коллектор — к концу первого провода линии 7 связи.

При возникновении положительнОй обратной связи между выходом nepsoro регулирующего элемента и его управляющим входом прямая 15 на фиг. 2 превращается в экспоненту

16, имеющую большую крутизну в точке. Л и меньшую неопределенность срабатывания нуль-органа на интерsane . (t> . )

Устройство работает следующим образом.

В исходном .состоянии ключ 2 разомкнут, а зарядный конденсатор 5 разряжен. При замыкании ключа 2 на базе регулирующего транзистора 13 установится напряжение

0 2

00 Ri где Fp » напряжение вспомогательного источника ЭДС 6;

R сопротивление резистора 3 первого делителя напряжения, .Й2 — сопротивление резистора 12 первого делителя напряжения.

Так как транзистор 13 и резисторный датчик 14 образуют.эмиттерный повторитель, коллекторное питание которого подается от источника 1 питания, то через резиеторный датчик

14, первый провод линии 7 связи и зарядный конденсатор 5 потечет начальный ток: ио eg Р2

О РД Р1РД где R — сопротивление резисторного датчика 14.

Напряжение на зарядном конденса« торе 5 будет увеличиваться, что приведет к увеличению напряжения на управляющем входе регулирующего транзистора 4 и, в свою очередь к увеличению тока через резистор 12 .и росту напряжения на базе транзистора

13, а, следовательно, и тока, протекающего через датчик 14 и зарядный конденсатор 5.

Для данной цели справедливо следующее дифференциальное уравнение:

1 Д ., где Uc(4) — напряжение на зарядном конденсаторе 5.

Напряжение на зарядном конденсаторе 5 изменяется по экспоненциальному закону

Нуль-орган 8 сработает в момент равенства напряжений на зарядном конденсаторе 5 и средней точке делителя иэ резисторов 9 и 10.

Рхр 2 2 .) 3

1067446

1067446

Ф

8п

@АЗ

Составитель В. Семенчук

Редактор N. Петрова Техредй. Еастелевйч Корректор B. Бутяга .Закаэ 11204/49 Tape 716 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная, 4