Способ измерения электрических величин

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН С ПОМОЩЬЮ дифференциального моста, заключающийся в коррекции напряжения питания мостовой цепи сигналом, сформированным из напряжения ее плеча с регулируемым элементом и напряжения генератора , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений , для коррекции напряжения питания мостовой цепи формируют сигнал , представляющий собой разность суммы напряжений двух плеч мостовой цепи с регулируемыми элементами и напряжения генератора. (Л о эо со 4 to

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ggl SU GU

3(5D G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3408432/18-21 (22) 15.03.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) Ю.И. Сычев (71) Особое конструкторское бюро средств автоматизации и контроля и электроэрозионного оборудования (53) 621.317.733(088.8) (56) 1."Приборы и системы управления", 1978, Р 10, с. 34, рис. 2а.

2. "Приборы и системы управления", 1978, В 10, с. 34, рис. 2в. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН с помощью дифференциального моста, заключающийся в коррекции напряжения питания мосто-. вой цепи сигналом, сформированным из напряжения ее плеча с регулируемым элементом и напряжения генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, для коррекции напряжения питания мостовой цепи формируют сигнал, представляющий собой разность суммы напряжений двух плеч мостовой цепи с регулируемыми элементами и напряжения генератора.

1078342 ров мостовой цепи и изменяются одно- 30

30 что согласно способу измерения электрических величин с помощью дифференциального моста, заключающемуся в коррекции напряжения питания мостовой < 40 цепи сигналом, сформированным нз напряжения ее плеча с регулируемым элементом и напряжения генератора, для

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении неэлектрических величин электрическими методами.

Известен способ, основанный на питании мостовой цепи через. блок регулируемых элементов, значения которых устанавливаются в соответствии со значениями регулируемых параметвременно с ними. Зависимость коэффициента передачи блока регулируемых элементов должна быть обратна завис симости коэффициента передачи ветви

МЦ от ее регулируемых элементов (1).

Недостатками способа являются необходимость знать заранее закон изменения коэффициента передачи ветви мостовой цепи, а также изменение коэффициента от воздействия дестабилизирующих факторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, согласно которому напряжение питания мостовой цепи корректируют напряжением плеча ветви с регулируемыми элементами (2) .

Недостатками известного способа являются существенная зависимость выходного сигнала мостовой цепи от воздействия дестабилизирующих факторов, а также некомпенсируемая не.линейность характеристики.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения влияния дестабилизирующих факторов.

Поставленная цель достигается тем, коррекции напряжения питания мостовой цепи формируют сигнал, представляю щий собой разность суммы напряжений двух плеч мостовой цепи с регулируемыми элементами и напряжения генератора., В данном техническом решении сумма сигналов плеч мостовой цепи используется для уменьшения воздействия дестабилизирующих факторов, свя-, занных с изменением коэффициента передачи обоих плеч, т.е. с изменением чувствительности из-за изменения питающих напряжений, с изменением коэффициента передачи одного иэ плеч, т.е. с неидентичностью элементов дифференциальных плеч.

Оба эти фактора косвенно влияют на линейность измерительной схемы, которая при этом также повышается.

Одновременно уменьшаются и дрейф нуля дифференциального моста н из25

55 менение чувствительности от влияния дестабилизирующих факторов, причем компенсация дестабилизирующих факторов производится беэ уменьшения чувствительности мостовой цепи.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит блок 1 питания мостовой цепи, подключенный к суммирующему входу первого сумматора 2, мостовую цепь 3, содержащую плечи 4 с регулируемыми элементами, второй сумматор 5, вычитающий и суммирующий входы которого подключены к выходной диагонали мостовой цепи 3,, регистрируаиаий элемент 6, входом подключенный к выходу второго сумма-, тора 5, третий сумматор 7, оба суммирующих входа которого подключены к выходной диагонали мостовой цепи 3, а выход подключен к вычитающему входу первого сумматора 2.

Осуществление способа производит ся следующим образом.

Мостовая цепь 3 подключена к блоку 1 питания через сумматор 2, при дифференциальной разбалансировке моста 3 за счет симметричного изменения регулируемых плеч 4 на выходе регистрирующего элемента б формируется измерительный сигнал пропорциональный степени разбалансировки. При этом выходное напряжение третьего сумматора 7 не изменяется, так как при суммировании приращения взаимно компенсируются и, следовательно, напряжение обратной связи не изменяется.

При несимметричной разбалансировке регулируемых плеч 4, что может произойти яз-за Его нелинейности или при различном воздействии на него дестабилизирующих факторов, выходное напряжение третьего сумматора 7 изменяется, что приводит к увеличению напряжения отрицательной обратной связы и, следовательно, к компенсации дестабилизирующего фактора. Аналогично воздействует отрицательная обратная связь при синфазном приращении коэффициентов передачи обоих регулируемых плеч, при этом напряжение обратной связи увеличивается, что приводит к уменьшению влияния воздействия дестабилизирующего фактора.

Достижение поставленной цели подтверждается расчетом.

Обозначим К - коэффициент передачи сумматора 2 по обоим входам; К коэффициент передачи сумматора 5 по обоим входам; Кт - коэффициент передачи сумматора 7 по обоим входам напряжение на плечах 4 преобразователя ЙаК - приращение коэффициентов передач плеч 4 при симметричном разбалансеу Ф - приращение коэффициентов передач плеч 4 /

1078342

10 (1) К = ЯМЕ ° ЭЮ

Э9% .6(ЙЪ Х4 ) % МЦ(5 Ц) . 15 где.

Е

ХЪ Э НЦ ММ Z +Z, . °

V «К„У =IJN%

Z4 ФЩ Я + 4 (К,iйк+ 1- (KW-ЬК) 4.+ АМ (5) к

Ф э

К1 (з &К КФ Dk) zLq

ОС (.ЕЪ 24) 7 т.е. погрешность уменьшается по край ней мере в два раза.

Рассмотрим, какую линейность ха25 рактернстики мостовой цепи обеспечивает устройство, реализующее предлагаемый способ, принимая, что К4 и К изменяются на ЬК и К =K =К

:жк4=К.

Подставляя faK s выражение (3), получим K

1 (К + К) - (K4-dK) -aK, t

Иэ полученного выражения следует, что при реализации предлагаемого способа характеристика мостовой цепи в отличие от известного линейна.

Таким образом, при измерении линейных перемещений дифференциальным датчиком погрешность изменения предлагаемого устройства в два раза меньше, чем у известных устройств. следовательно

U y

KÚ1Ч

Uiu так как обычно можно обеспечить (K +K4) К2 К э1 и, следовательно, тз KÇ+К4 К7 ea) Составитель В. Семенчук

Редактор О. Вугир ТехредМ.Гергель КорректорА. Зимокосов

ЮФ

Заказ 950/38 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035. Москва, ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 приращение коэффициента передач одного иэ плеч 4у UgU, - напряжение питания мостовой цепи U „ — входное напряжение сумматора 2 по первому входуу U - напряжение отрицательной обратной связи сумматора 2 по втоРомУ вхоДУ Увы в выхоцное напРЯжение суююатора 5.

Определим коэффициент передачи устройства

К и -ф-1 — „,— у . (2)

3 4

Таким образом, «ПЭЩ . К (К -К ) ° 0

U вк K3+K4 К ° Usl примем к 1, тогда

Ее-К . 1

КЗ + K4 К7

Рассмотрим воздействие дестабилизирующих факторов.

А. Предположим, что оба плеча изменили свои коэффициенты передачи на + a<+I, (k qi aK «l-(Ki -А К+ЧЛ

К=

В

kz (V y+aК ес)1(К -hK 4М1 (4 )

7В - « (К ФKq)Ky (kytKy)Ky т.е. погрешность передается на выход с коэффициентом передачи в два раза меньше, чем полезный сигнал, Б. Предположим, что одно плечо под воздействием дестабилизирующих

Факторов изменило свой коэффициент передачи,