Мост измерительный

 

МОСТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ, содержащий три резистивных плеча и зажимы для подключения объекта измерения, включенные в четвертое плечо, заземленньй экран, усилитель, первые вход и выход которого соединены с экраном , второй вход соединен с первой вершиной измерительной диагонали моста, второй выход соединен с первым выводом индикатора, второй вывод которого соединен с второй вершиной измерительной диагонали моста, источник питания, включенный в диагональ питания моста, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения пределов измерения, в него введен четвертый резистор, а вторая вершина измерительной диагонали моста соединена с экраном через четвертый резистор. СО ю 1С со

..SUÄÄ 3132237 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

te_#_ll

РЕСПУБЛИК з(д) G 01 Р 17 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0f HÐÛÒÈÉ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3505358/24-21 (22) 28.10.82 (46) 30.12.84. Бюл. |1 48 (72) А.М. Чернов (71) Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения научно-производственного объединения "Микропровод" (53) 621.317.733(088.8) (56) 1.Быков М.А. и др. Курс электрических измерений. Ч. 1, М-Л., ГЭИ, 1960.

2. Савенков А.Н., Чернов А.М.

Одинарный мост постоянного тока для измерения электрического сопротивления. В кн.: Микропровод и приборы сопротивления, вып. 5, (Кишенев)

"Картя.Молдовеняскэ", 1967, с. 294. (54)(57) МОСТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЪ|Й, содержащий три резистивных плеча и зажимы для подключения объекта измерения, включенные в четвертое плечо, заземленный экран, усилитель, первые вход и выход которого соединены с экраном, второй вход соединен с первой вершиной измерительной диагонали моста, второй выход соединен с первым выводом индикатора, второй вывод которого соединен с второй вершиной измерительной диагонали моста, источник питания, включенный в диагональ питания моста, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения пределов Р9 измерения, в него введен четвертый резистор, а вторая вершина измерительной диагонали моста соединена с экраном через четвертый резистор.

1 11 2

Изобретение относится к средстваь" измерения электрического сопротивления и проводимости, точнее к мостамомметрам и мостам-сименсметрам, мостовым преобразователям температуры

5 и давления, содержащим в своем составе термометры сопротивления или ре«эисторные тензодатчики.

Известна схема экранированного четырехплечего моста, с так называемой вспомогательной ветвью Вагнера (1):

Недостатками этой схемы является сложность и одноцелевое назначение, потребность в избыточных компонентах для реализации ветви Вагнера, в результате чего мосты с ветвью Вагнера менее надежны, чем мосты типа Р4050Р4060 без ветви Вагнера.

Наиболее близкимй к предлагаемой по технической сущности являются мосты-омметры серии Р4050-Р4053, содер" жащие в диагонали питания.изолированный от земли плавающий источник напряжения, а в индикаторной диагона- 5 ли — усилитель с заземленным вторым входом, причем общий экран всей измерительной цепи подключается к заземляемой вершине мостовой цепи, противолежащей вершине соединения изме30 ряемого сопротивления, с первым входом усилителя нуль-индикатора и меры сопротивления, с которым сравнивается измеряемое сопротивление t:2j.

Недостатками данных мостов явля.— ются высокие требования к изоляции незаземленных вершин измерительной цепи, низкое быстродействие из-за большой постоянной времени моста, равной произведению емкости измерительной диагонали на сопротивление встроенной меры в общую ветвь с измеряемым сопротивлением, что усложняет конструктивное исполнение высокоомных мостов по указанной схеме и снижает их показатели точности на верхних ,пределах измерения.

Цель изобретения — упрощение конструкции мостов с защитой от токов .утечки и расширение пределов измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в мост измерительный, содержащий три резистивных плеча и зажимы для

;подключения объекта измерения, вклю- ченные в четвертое плечо, заземпен:ный экран, усилитель, первые вход и выход которого соединены с экраном, .второй вход соединен с первой верши237 2 ной измерительной диагонали моста, второй выход соединен с первым выводом индикатора, второй вывод которого соединен с второй вершиной измерительной диагонали моста, источник питания, включенный в диагональ питания моста, введен четвертый резистор, а вторая вершина измерительной диагонали моста соединена с экраном через

Ф четвертый резистор °

На чертеже схематически изображен мост измерительный.

Мост 1 имеет четыре изолированных вершины 2(а), 3(в), 4(с), 5(d) и четыре резистивных плеча 6,7,8 и 9 с сопротивлениями (проводимостями)

Rdq(ас) Йод(бай); Rbt(

-соответственно, экран 10 с зажимами

l1 (f ) для подключения к внешнему контуру заземления, четыре паразитных проводимости 12 (C4q ); 13(G

Устройство работает следующим образом.

Известно, что если токи в плечах измерительной цепи становятся соизмеримыми с токами утечки через паразитные проводимости, то известное уравнение

Ra kgg=RgcRad И уже не будет являться условием равновесия, когда разность потенциалов между вершинами измерительной диагонали моста

О ф = 0 C 2 )

В данном мосте, когда он неуравновешен, т,е. когда в нем напряжение холостого хода в измерительной диагонали

1132

Ц,у -,ЕО, (3) 30

Составитель В. Семенчук

Техред Н.Кастелевич Корректор М. Максимишинец

Редактор М. Петрова

Тирах 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9786/38

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

его операционный усилитель 17 повторяет этот сигнал на резисторе 19, реализуя уравнение компенсации

U,d =1(Gdf+Ydq) =и=а, <.) откуда следует, что выходной ток операционного усилителя 17

1-@ (са +щ), <5) где у (— проводимость четвертого резистора

Gd) — проводимость утечки с вершины d моста на его экран с зажимом f

В квазилинейном уравнении (5) множитель — сумма проводимости (

Приняв во внимание соотношение реальных величин проводимостей:

gag=(1P ...10 )см; (6)

y g -.(i0 ...1p )см, (7) можно. заключить, что в случае пренебрежения в (5) паразитной погрешностью, допускаемая, погрешность упрощения задачи

Я ИЕ pp i, (1P "!1О ...Ю Ъ1О /1О 7. = --ж

«(ю- о- );.— (8) величина достаточно малая и ею можно

35 пренебречь во всех практических случаях применения моста.

Следует отметить, что в данном мосте устранение влияния тока утеч237 .4 ки Lpg через паразитную проводимость производится за счет обеспечиваемой операционным усилителем 17 эквипотенциальности вершин С и . Проводимость фсу должна быть не более входной проводимости операционного усилителя 17, поскольку в противном случае она будет заметно влиять на чувствительность моста.

С помощью оцерационного усилителя и четвертого резистора исключены утечки с вершин с и d, а паразитные проводимостиСду и дц не влияют на.результаты любых измерений, выполняемых мостом, поскольку их влияние следует рассматривать с позиций того, какую нагрузку они представляют для источника питания моста.

В результате действия описанной защиты от влияния токов утечки последние практически не влияют на условие равновесия (1) в. данном мосте °

Таким образом, при применении моста его система экранирования не только ни в чем не уступеет мостам как с ветвью Вагнера, так и без нее, но и превосходит их по более высокому быстродействию, более простой реализации и более высокой надежности.

Использование данного технического решения для синтеза нового поколения измерительных мостовых измерений сопротивления и проводимости, преобразователей с резисторными датчиками, соединяемьи по новой мостовой схеме с эффективной системой защиты помимо улучшения метрологических свойств приводит и к увеличению долговечности средств измерения °