Устройство для дистанционного измерения отклонения сопротивления резистора

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерениях отклонений сопротивлений различных резистивных датчиков на фоне электромагнитных помех. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства за счет расширения частотной полосы подавляемых помех - достигается путем введения эквивалента 11 входного сопротивления четырехплечевого измерительного моста. Вследствие того, что дополнительная линия 9 связи нагружена сопротивлением эквивалента 11, равным сопротивлению нагрузки линии 4 связи, ток помех на входе усилителя 8 равен току помех на выходе линии 4 связи и, будучи инвертирован усилителем, суммируется в вершине 12 моста в противофазе с током линии 4 связи. В результате суммарный ток помех в вершине 12 моста и остальных его резисторах 1,2,3, источнике 6, блоке 7 равен нулю в частотной полосе действия усилителя и наводки не оказывают вредного влияния на работу моста. Частотная полоса подавляемых помех равна частотной полосе пропускания усилителя по дифференциальному сигналу. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1506365 (51)4 G О1 R 17 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4293218/24-21 (22) 03.08 ° 87. (46) 07,09.89. Бюл. N- 33 (72) В.Л. Головкин и В.И. Хозяев (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1320759, кл. G 01 R 17/1О, 1987.

Авторское свидетельство СССР

У 1020782, кл. G 01 R 27/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

РЕЗИСТОРА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерениях отклонений сопротивлений различных резистивных датчиков на фоне электромагнитных помех. Цель изобретения— повышение помехозащищенности устройства за счет расширения частотной полосы подавляемых помех - достигает2 ся путем введения эквивалента 11 входного сопротивления четырехплечего измерительного моста, Вследствие того, что дополнительная линия 9 связи нагружена сопротивлением эвивалента Il, равным сопротивлению нагрузки линии 4 связи, ток помех на входе усилителя 8 равен току помех на выходе линии 4 связи и, будучи инвертирован усилителем, суммируется в вершине 12 моста в противофазе с током линии 4 связи. В результате суммарный ток помех в вершине 12 моста и остальных его резисторах 1-3, источнике 6, бло- . ке 7 равен нулю в частотной полосе действия усилителя и наводки не ока.зывают вредного влияния на работу моста. Частотная полоса подавляемых помех равна частотной полосе пропускания усилителя по дифференциальному сигналу. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 3 150636

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано IlpH измерениях отклонений сопротивлений различных резистинных датчиков на фоне электромагнитных помех.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства за счет расширения частотной полосы подавляемых помех.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из четырехплечего измерительного моста с элемен- 15 тами (калиброванными резисторами) 1-3 в трех плечах и линией 4 связи с подключенным к ней измеряемым резистором 5 в четвертом, измерительном плече, источника 6 питания в диагонали 20 питания моста, измерительно-регистрирующего блока 7 составленного, например, из преобразователя напряжение — код, вычислителя и магнитного регистратора, усилителя 8, дополни- 25 тельной линии 9 связи с подключенным к ней резистором 10, эквивалента ll входного сопротивления моста со ст0роны измерительного плеча, включенного последовательно с резистором 10, 30 дополнительной линией 9 связи и входом усилителя 8, выполненного по схеме инвертирующего повторителя тока, выход которого подключен к измерительному плечу моста в вершине 12 измерительной диагонали.

Дополнительная линия 9 связи должна выполняться идентичной линии связи 4, т.е. с таким же шагом скрутки и такой же экранировкой, и распола- 40 гаться рядом с линией 4 связи на расстоянии от нее не более 0,03 1, где Л— длина волны наиболее высокочастотной подавляемой помехи, а сопротивление резистора 10 не должно существенно (более чем на 57) отличаться по вепичине от измеряемого сопротивления резистора 5 и должно располагаться рядом с ним на расстоянии не более

0 03k. Усилитель 8 должен иметь ниэУ

50 кое входное и высокое выходное сопротивления, При питании моста постоянным напряжением и существенном смещении повторителя по постоянному току целесообразно использование емкостного выхоца повторителя (с развязывающим конденсатором). Повторитель 8 может быть выполнен, например, как каскадное соединение преобраэователей ток» в напряжение и напряжения в ток на операционном усилителе. JK вивалент 11 входного сопротивления моста со стороны измерительного плеча может представлять собой двухполюсник, повторяющий структуру моста (с резисторами 1-3, источником 6, блоком 7), в котором источник 6 и блок 7 заменены К, L, С-двухполюсниками, воспроизводящими их выходные цепи или реализующими их выходные сопротивления.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал питания источника 6 создает падения напряжения на резисторах 1-5 моста и разность напряжений на резисторах 3 и 5 измеряется иэмерительнорегистрирующим блоком 7, преобразующим эту разность напряжений в значение отклонения сопротивления резистора 5 от номинального значения. При в >здействии на линию 4 связи и резис-. тор 5 мешающих электромагнитных полей в них наводятся напряжения и токи помех, которые создают на выходе линии 4 связи результирующий ток помехи, величина которого определяется наводками на измерительное плечо и входным сопротивлением моста со стороны измерительного плеча ° Идентичные наводки наводятся на сопротивление резистора 10 и дополнительную линию 9 связи ввиду расположения этих элементов рядом с резисторбм 5 и линией 4 связи и идентичности условий восприятия ими помех. Вследствие того, что дополнительная линия связи нагружена сопротивлением эквивалента ll, равным сопротивлению нагрузки линии 4 связи, ток помех на входе усилителя 8 равен току помех на выходе линии 4 связи и, будучи инвертирован усилителем, суммируется в вершине 12 моста в противофазе с током помех линии 4 связи. В результате суммарный ток помех в вершине 12 моста и остальных его элементах (резисторах 1-3, источнике 6, блоке 7) равен нулю в частотной полосе действия усилителя, и наводки не оказывают вредного влияния на работу моста.

Большое выходное сопротивление усилителя 8 обеспечивает отсутствие шунтирующего влияния выхода усилителя на работу моста в его реагировании на сигнал питания от источника 6. Частотная полоса подавляемых помех равна

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Устройство для дистанционного иэмерения отклонения сопротивления резистора, содержащее четырехплечий измерительный мост, одним плечом которого является линия связи с зажимами на ее входе для подключения объекта контроля, источник питания, выходы которого соединены с вершинами диагонали питания четырехплечего измерительного моста, усилитель, выход которого соединен с первым входом иэмерительно-регистрирующего блока, дополнительную линию связи, к входным зажимам которой подсоединен резистор, а первый выходной зажим которой соединен с вершиной диагонали питания четырехплечего измерительного моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введен эквивалент входного сопротивления четырехплечего измерительного моста, первый вывод которого соединен с вторым зажимом дополнительной линии связи, а второй — с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с первым выходным зажимом дополнительной линии связи, при этом выход усилителя соединен с первой вершиной измерительной диагонали четырехплечего измерительного моста, к второй вершине измерительной диагонали которого подсоединен второй вход иэмерительнорегистрирующего блока.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что усилитель выполнен по схеме инвертирующего повторителя тока.

Составитель В. Семенчук

Техред М,Дидык Корректор С. Черни

Редактор А. Коэориэ

Заказ 5424/46 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

150636 частотной полосе пропускания усилителя по дифференциальному сигналу.

Для эффективной работы устройства необходимо соблюдение укаэанных условий по следующим причинам.

Относительное различие <АР значений резисторов 5 и 10 и различие сГ2 модулей сопротивления эквивалента 11 и входного сопротивления моста ограни- 10 чивает сверху достижимый коэффициент

К„„ подавления помех в устройстве значением К „„ „ „ "- 1 /(Ф+Ф2); так, при

/К+#2 С 0,05 значение Кап мкс), 20. Поскольку мостовые измерители применяют 15 для точных измерений, номинальное сопротивление резистора 5 всегда известно, и обеспечение сРГ+/2 - 0,01-0,05 не вызывает затруднений.

Ограничение на расположение ли- 20 ний 4 и 9 связи на расстоянии h 4 0,03Л определяется конечным временем прохождения электромагнитной волной помехи расстояния h и возникающим в связи с этим сдвигом фаз токов помех в 25 линиях 4 и 9. Относительное снижение дК пд коэффициента К

tT A М 0< КС обусловленное конечным h можно оценить по формуле сРК,щ sin(360 h/Д). Так, при

0,01 Л получается a Kz„ и (0,065, 30 а при h = 0,03 Л получается К „д40,17.

При частоте помехи 1 МГц (Л = 300 м) значение h = 0,03 Л = 9 м, а при

h = 3 м обеспечивается cd „„ c 0,065.

Реальные Ь гораздо меньше, так как дополнительная линия связи может про35 кладываться в непосредственной близости к основной линии.

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается эффект расширения полосы частот подавляемых помех до значения полной полосы пропускания усилителя по дифференциальному сигналу, которое гораздо больше значе5

6 ния полосы подавления усилителем синфазных помех, как в известном устройстве.