Четырехплечий измерительный мост

 

(()) 563639

ОПКСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.08.75 (21) 2164715/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.08.77 (51) М. Кл.-" G 01R 17/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.733 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ю. Кнеллер и Б. Д. Хасцаев

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (54) ЧЕТЫРЕХПЛЕЧИЙ ИЗМЕРИТЕЛЪНЫИ МОСТ

Изобретен ие относится к электроизмерительной технике и может использоваться для измерения параметров пассивных величи н на постоянном и переменном токе, а также для построения линейных преобразователей этих величин в напряжение или ток.

Известен четырехплечий измерительный мост, содержащий источник питания, подключенный к двум параллельным ветвям, одна из которых образована объектом измерения и образцовым элементом, а другая — образцовыми элементами, операционный усилитель, вход которого подключен параллельно к одному из плеч моста, а выход — последовательно с элементом этого плеча, у силитель с больш им отрицательным коэффициентом усиления, вход которого включен в измерительную диаго наль моста, а выход — последовательно с элементом плеча, находящегося в одной ветви с операционным усилителем (1).

Такой мост обладает линейной зависимостью выходной характеристики от регулируемых параметров, что обеспечивает хорошую сходимость при уравновешивании. Однако он имеет недостатки, связанные с обеспечением хороших динамических свойств, кроме того, точность измерения снижается из-за включения выходного сопротивления усилителя в плечо мо ста.

Известен также четырехплечий измерительный мост, содержащий две параллельные ветви, одна из которых образована объектом измерения и образцовым элементом, а другая—

5 образцовыми элементами,,источник питания, к первому выводу которого подключен общий вывод параллельных ветвей (21.

Недостаток такого измерительного моста— ухудшение его динамических свойств при реа10 лизации в контуре регулирования по отклонению высокого коэффициента усиления, необходимого для получения хорошей линейности выходной характеристики.

Целью изобретения является улучше|ние ди15 намических свойств и сходимости.

Это достигается тем, что предлагаемый четырехплечий измерительный мост снабжен развязывающим блоком, например эмиттерным повторителем, входы которого подключе20 ны к одному из плеч моста, а выходы — к второму выводу источника питания и к другому общему выводу параллельных ветвей соответственно.

На чертеже приведена функциональная схе25 ма предлагаемого четырехплечего измерительного моста.

Измерительный мост содержит источник 1 питания, образцовые элементы 2 и 3, объект

4 измерения, образцовый элемент 5, развязы30 вающий блок 6.

563639

Напряжение на выходе блока 6 равно падению напряжения на плече ad, содержащем объект измерения 4, так что это падение напряжения включено на диагональ питания ab по следовательно с напряжением U, источника

1. Тогда напряжение U,ü на диагонали питания ab равно (1)

Rx где R — сопротивление объекта 4 измерения;

R2 — сопротивление образцового элемента 5.

Выходное напряжение измерительного моста (напряжение на .измерительной диагонали

cd) ЛУ равно u=I + " )u., д

i R 1, где R1 — сопротивление образцового элемента 2;

1 1

Y2 — — и У2= — — проводимости образцо 3 2 2 вых элементов 5 и 3 соответственно.

Из выражения 2 видно, что выходное напряже ние моста линейно зависит от сопротивления элемента плеча, к которому подключены входы развязывающего блока б, и проводимости элемента смежного плеча. При чем линейная зависимость обеспечивается без введения контура регулирования по отклонению с высоким коэффициентом усиления и гораздо более простым способом, чем в известных устройствах.

Если значения сопротивлений Ri, R2 R2 (сопротивления элементов 2, 3, 5) выбрать таким образом, что з р (3) где R.,-н — номинальное значение сопротивления R, (сопротивления объекта измерения), то выходной сигнал моста прямо .пропорционален относительному отклонению значения сопротивления R от его,номинального установившегося значения.

Для получения ли нейной зависимости выход ного напряжения от проводимости плеча с изменяющейся пассивной величиной, напри1 мер от проводимости Y,.= необходимо в х диагональ питания последовательно с напряжением источника пита н ия U включить напряжение, равное падению напряжения на плече, смежном с плечом ad, т. е. равное па5 дению напряжения на плече bd. Для этого входы блока б подключаются к точкам b u d.

В этом случае выходное напряжение моста линейно зависит от проводимости У .и прямо пропорционально относительному отклонению

10 проводимости Y., от ее номинального значения.

Сопротивления (проводимости), образующие ветви моста, могут быть омическими, емкостными и комплексными.

15 B обпцем случае, когда элементы 2, 3, 4, 5 — комплексные сопротивления, а U„— напряжение переменного тока, изобретение позволяет построить измерители комплексных величин с хорошей сходимостью. В этом слу20 чае входы развязывающего блока 6 подключаются к плечу, содержащему комплексное сопротивление с регулируемым параметром, или к плечу, смежному с плечом, содержащим комплексную проводимость с регулируемым

25 параметром, Тогда выходное напряжение моста линейно относительно регулируемых параметров, что обеспечивает хорошую сходимость.

30 Фо р мул а из о бр етен и я

Четырехплечий измерительный мост, содержащий две параллельные 1ветви, одна из которых образована объектом измерения и об35 разцовым элементом, а другая — ооразцовыми элементами, источник питания, к первому выводу которого подключен общий вывод параллель ных ветвей, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств

40 и сходимости, он снабжен развязывающим блоком, например эмиттерным повторителем, входы которого подключены к одному,из плеч моста, а выходы соответственно подключены к второму выводу источника питания и к дру45 гому общему выводу параллельных ветвей.

Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 241528, кл. G 01R 17/10, 06.1,2.67.

50 2. Патент США № 3416076, кл. 324-57, 1968.

563639

Составитель И. Бахтина

Техред 3. Тараненко

Редактор Е. Караулова

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1541/2 Изд. № 549 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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