Автоматический уравновешенный четырехплечий мост

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски1

Социапистическик

Республик (11) 600457

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.10.75 (2l) 2179699/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.0378.Б оллетень № 12 г (51) М. Кл.

G01 R 17/10

Гоердаретвннный комитет

Совета Мнннетрон СССР но,лолам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317. .733 (088.8) (45) Дата опубликования описания 040478 (72),Авторы изобретения

В. Е. Бодров, Л. С. Заславский, В. М. Осипов и С. С. Соколов (7а) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ УРАВНОВЕШЕННЫЙ

ЧЕТЫРЕХПЛЕЧИЙ МОСТ

Изобретение относитсяк к электроиэмерительной технике, а именно к авто матическим цифровым мостам, и может быть использовано для измерения деформаций с помощью тенэорезисторов 5 или других физических величин с помощью датчиков сопротивления в информационных измерительных системах.

Известны устройства, позволяющие производить измерение сопротивления и относительного изменения сопротивления тенэореэисторон при различных величинах номинального значения тензореэисторов. Эти устройства представ- 15 ляют собой автоматически уравновешиваемые мостовые схемы, состоящие иэ четырех плеч, в одно иэ которых включается тенэореэистор, другое плечо является плечом сравнения (представляет собой магазин проводимостей), а два других плеча используются для переключения пределов измерения при переходе от одного номинального значения сопротинления тензореэистора к друго25

Mу, Недостатком известных устройств является зависимость показаний устройства от величины сопротивления линии связи, которая при использовании этих устройств в составе информационных иэмерительных систем достигает весьма больших значений (до нескольких Ом) и изменяется под воздействием внешних трудно учитываемых факторов. Подобная зависимость приводит к появлению дополнительной погрешности измерения.

Существует возможность устранения влияния сопротивления линии связи на результат измерения при работе с тенэорезисторами с различными номинальными значениями. Устройство, решающее эту задачу и наиболее близкое к предлагаемому, входит в состав измерительной информационной системы для статических прочностных испытаний типа К732. Оно содержит мостовую измерительную схему, образованную тенэорезистором, подключенным в схему трехпроводной линией связи, постоянными и равна ми между собой резисторами верхних плеч мостоной схемы, плечом сравнения, образованным магазином проводимостей, шунтируемым резистором, коммутационное устройство, подключающее тензорезистор н мостоную схему при помощи ключей, нуль-орган, схему управления и выдачи результата уравновешивания в кодовой форме.

600457

ПРинцип работы устройства основан на поразрядном уравновешивании мостовой схемы. Возможность работы устройства с тензореэисторами с различными номинальными значениями обеспечивается путем перестройки магазина проводимостей для каждого номинального значения тензореэистора. Магазин проводимостей состоит иэ 13 раэрядон при разрядности выходного кода н 11 )О разрядов. Для измерения сопротивления тензореэистора с первым номинальным значением (100 Ом) используется набор разрядов с 1-го по 11-й, для измерения сопротивления тензореэистора )5 с другим номинальным значением (200 Ом) используется набор разрядов со

2-ro по 12-й и т.д. Таким образом, для каждого номинального значения сопротивления тенэорезистора испольэу- 20 ется свой набор разрядов магазина проводимостей.

В данной схеме цифрового моста устранено влияние сопротивления проводников линии связи на результат иэ- 25 мерения.

Однако в этом цифровом мосте настройку магазина проводимостей необходимо производить для каждого номинального значения сопротивления 30 тензореэистора, что требует большой затраты рабочего времени; невозможно обеспечить точную подгонку разрядов, которые входят в разные диапазоны измерения, что приводит к увеличению 35 инструментальной погрешности в определенных точках .диапазона измерений.

Целью изобретения янляется обеспечение работы цифрового маста с рабочи-40 ми тенэореэисторами различных номиналь. ных значений при сохранении неизменными как ма азина проводимостей, так и постояннх плеч мостовой схемы„ что обеспечивает компенсацию влияния сопротивления проводов линии связи на результат измерения при одновременном упрощении настройки прибора и уменьшении инструментальной погрешности.

Это достигается тем, что в автоматический уравновешенный четырехплечий мост, содержащий рабочий тензорезистор, включенный по трехпроводной схеме, который включается коммутационным устройством в одно иэ плеч моста, мага55 эин проводимостей, включенный н другое плечо моста, постоянные резисторы, образующие последние два плеча моста, последовательно соединенные нуль-орган и схему управления и выдачи результата уравновешивания в кодовой форме, включенные в измерительную диагональ моста, введены делители напряжения по числу номинальных значений сопротивл HHA датчика, при этом магазин проводимостей включен параллельно одному из плеч делителя напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема автоматического уравновешенного четырехплечего моста.

Он содержит мостовую измерительную схему, образованную тенэорезистором 1, подключаемым в схему трехпроводной линией связи с сопротивлением проводов 2, постоянными и равными между собой резисторами 3 и 4 верхних плеч мостовой схемы, плечом сравнения, образованным набором делителей 5-12 напряжения, подключаемых в плечо сравнения посредством контактов ключей 1320, и магазином 21 проводимостей, подключенным параллельно одному из плеч выбранного делителя напряжения, коммутационное устройство 22, подключающее тензорезистор н мостовую схему при

Геэипомощи ключей 23, 24, 25, нуль-орган

26, схему 27 управления и ныцачи результата уравновешивания в кодовой форме.

Принцип работы устройства основан на поразрядном уравновешивании мостовой схемы под воздействием сигналов с нуль-органа 26 и схемы 2 1 упранления уравновешиванием. В зависимости от выбранного номинального значения тенэорезистора и диапазона измерения в плечо сравнения включается тот или иной делитель напряжения, величина плеч которого выбирается исходя из указанных параметров тензорезистора.

И э условия равновесия мостовой измерительной схемы в конце цикла уран новешивания при включенном { -ом делителе, где 1 -1,2,3,4 получаем

R Я =Я R. R

2

+ 3 11 2 Ф(1

R ю

12 где Я1 — сопротивление тензорезистора 1, Я -сопротивление провода 2, Йз -сопротивление резистора 3, ) 4 -сопротивление резистора 4, R

11 12

-параметры верхнего и нижнего плечей

-го делителя напряжения соответственно, У„,-значение проводимости магазина проводимостей, соотнетствующее равновесию мостовой схемы.

Верхние плечи мостовой схемы выбра. ны равными по величине. При этом условии получаем

R,: R

4 R . м 2

Из выражения {2) видно, что значение сопротивления тенэореэистора, полученное в виде кодового эквивалента, не зависит от сопротивления проводов линии связи

Можно сделать вывод, что предлагаемая схема позволяет обеспечить работу устройства с тенэорезисторами

600457 к т Я, +

1МИН

+ Ч

R. м. ы акс л

Составитель И. Бахтина редактор A. Ваничева Техред н. Бабурка КоРРектор Н. Ковалева

Тираж 1112 Подписное

Государственного комитета сСовета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1894/59 цниипи

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с- различными номинальными значениями сопротивления беэ перестройки магазина проводимостей при отсутствии влияния сопротивления проводов линии связи на результат измерения. Э

Выбор параметров делителя напряжения R1 H R для каждого конкретно11 1

ro номинального значения.сопротивления тензорезистора и заданного диапазона его изменения производится исхо- 0 дя из системы уравнений, составленной на основании выражения (2): 4 иЯ. +

1Мг КС

+ Y

R. м мин

18

Где R „ „«H R „„— верхне< и нижнее значения сопротивления тензореэистора сопротивления тенэорезистора соответственно, Ч „, Ч „„— соответствующие зтйм™эйачениям величины проводимостей магазина проводимостей.

Формула изобретения

Автоматический уравновешенный четырехплечий мост., содержащий рабочий тензорезистор, включенный по трехпроводной схеме, который включается коммутационным устройством в одно иэ плеч моста, магазин проводимостей, включенный в другое плечо моста, постоянные резисторы, образующие последние два плеча моста, последовательно соединенные нуль-орган и схему управления и выдачи результата уравновешива ния в кодовой форме, включенные в измерительную диагональ моста, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены делители напряжения по числу номинальных значений сопротивлений датчика, при этом магазин проводимостей включен параллельно одному иэ плеч делителя напряжения.