Многопредельный неуравновешенный мост постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6 10025 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

2 (51) М. Кл.

Q Ol R 17/10 (22) Заявлено 26;12.74 (21) 2088470/21 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР во делим изооретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.06.78. Бюллетень № 21 (53) УДК 621.317. .733 (088.8) {45) Дата опубликования описания 15.05. 78 (72) Автор изобретения

В . Я. М «с тяев (71) Заявитель (54) МНОГО ПРЕДЕЛЬНЫ Й НЕУРАВНОВЕШЕННЫЙ МОСТ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

- E23

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовало в устройствах для измерения. неэлектрических величин электрическими методами.

Известны мнагопредельные мосты посто- 5 янного тока, содержашие две ветви, каждая из которых состоит из двух плеч, а в измерительную диагональ включены индикаторный прибор, переключающее устройство и несколько резисторов для излюнения чувствительнос- 1О ти индикаторного прибора, например ламповый вольтметр А4-N2 (1).

Однако в ламповом вольтметре А4-М2 при переходе от меньшего предела измерения к большему происходит увеличение масштаба шкалы и увеличение абсолютной погрешности измерения.

Известен также многопредельный неуравновешенный мост постоянного тока, содержащий две ветви, каждая из которых состоит О иэ последовательно соединенных резистора, стабилизатора напряжении и датчика. с изме- .няемым сопротивлением, многопредельный делитель напряжения, подключаемый параллельно стабилизатору напряжения, включенному в 25 одну ветвь моста, индикаторный прибор и млогопозиционное переключающее устройство, соединенное общей клеммой с индикаторным прибором, а переключаемыми контактами с млогопредельным делителем напряжения, включенным в измерительную диагональ мосB нем предел измерения расширяется путем многократного смешения электрического нуля введением в измерительную диагональ компенсирующий ЭДС с помощью переключения и многопредельного делителя напряжения.

При использовании больших пределов измерения происходит значительное изменение сопротивлений плеч-датчиков, а в ветвях мостазначительное изменение токов противоположного характера, что при реальных вольт-ампет ных характеристиках стабипитронов приводит к изменению напчкения на них также противоположного характера, вызывающему допол. нительный разбаланс моста. Этот разбаланс не может быть полностью учтен калибровкой моста вследствие нелинейности вольт-ампер ной характеристики стабилитронов, что прив

610025 дит к дополнительной погрешности, снижаюшей точность измерения.

Целью иэобретени я является повышение точности измерения, моста при расширении диапазона измерений. .5

Поставленная цель достигается тем, что многопредельный неуравновешенный мост постоянного тока, сэдержаший две ветви, каж-. . дая из которых состоит из последовательно соединенных резистора; стабилизатора напря- 1О жения и датчика с изменяемым сопротивлением, многопредепьный делитель напряжения, подключаемый параллельно стабилизатору напряжения, вкпюченному в одну ветвь моста, индикаторный прибор и многопозиционное пе- 15 рекпючаюшее устройство, соединенное общей клеммой с индикаторным прибором, а переключаемыми контактами - с многопредепьным делителем напряжения, включенным в измерительную диагональ моста, снабжен од- щ нэпредельным делителем напряжения, включенным в другую ветвь моста параллельно стабилизатору напряжения.

Кроме того, каждый стабилизатор напряжения содержит транзистор, усилитель .посто- 25 янного тока, источник опорного напряжения и сигнальный резистор, который является элементом делителя напряжения и соединен с

Одним из входов усилителя постоянногО тОк» и истОчникОм ОпорногО напряжения, подкпю 3О ченным на второй вход усилителя постоянного тока, выход которого соединен с базой транзистора, коллектор которого, в свою очередь, подключен к резистору, а эмиттер— к источнику опорного напряжения и сигнапь- 35 ному резистору.

На чертеже изображена электрическая схе-. ма многопредельного неуравновешенного моста постоянного тока.

Многопредепьный неуравновешенный мост 4О постоянного тока состоит из двух ветвей 1 и 2, содержащих резисторы 3, 4 и датчики

5 и 6 изменяемым сопротивпением, обраэуюшив плечи моста. В качестве датчиков могут быть использованы переменные резис-45 торы, различные электронные приборы, например механотроны. Измерительная диогонапь моста, образованная резистором, и индикаторным прибором 8, имеет постоянную чувствительность по напряжению. К резистору 7 подключен записываюший измерительный прибор 9, например миппивопьтметр.

Для расширения предела измерения моста путем смещения электрического нуля в одну из его ветвей между резистором 4 и даткэм 6 включен мнэгэпредельный делитель напряжения 10, содержащий напряжения О, р, 20о, Do ... и 0о, где о ное значение начального предела измерения

60 моста 1в электрических единицах), а tl

4 максимальное чиспэ смешений нуля. Смешение нуля осуществляют с пэмэшью переключаюшегэ устройства 11, общая клемма которого сэединена с индикаторным прибором S, а его переключаемые контакты — с делителем 10.

Параллельно мнэгэпредельнэму делителю

10 напряжения подключен регулируюший транзис г эр 12 эпек гр эн n oro c та били заг эра напряжения кэмпенсациэнногэ типа. В состав ста-. билизатора входят также усилитель постоянного тока (УПТ) 13 и измерительное устройство, эбразэваннэе источником опорного напряжения 14 и сигнальным резистором 15, Обратная связь в стабилизаторе напряжения выполнена таким образом, чтобы обеспечить сгабипьнэе напряжение на транзисторе 12 и делителе- 10 при значительном изменении гока в эгэй ветви моста, обусловленном изменением сэпрэгивпения датчика 6. Для этого резистор 15 включен в состав делителя 10.

Дпя создания симметричной схемы моста и с целью компенсации некоторых дестабилизирующих факторов, например влиянич температуры, в другую ветвь моста между резисгэрэм 3 и датчиком 5 включен регулирующий транзистора 16 второго электронного стабипизатора, имеюшего в своем составе элеменгы, аналогичные элементам первого стабилизатора: УПТ 17, источник ollopHэгэ напряжения 18 и сигнальный резистор 19, входяший в сссгав эднэпредельнэго делителя напряжения 20, когэрь>й подключен параллельно регулируемому транзистору 16.

Резистор 21 служит для начальной установки. нуля моста, Питание к мосту подается с помощью клемм 22 и 23, Пусть в результате измерительного процесса сопротивление плеча, включающего дат- . чик 5, уменьшается, а сопротивление плеча, содержащего датчик 6, возрастает, Устройо ство 11 соединяет прибор 8 с точкой многэпредельнэгэ делителя, имеюшей напряжение, равное О, например находится в крайнем верхнем положении, В момент пэпнэгэ испэльзэваmsI начального предела измерения моста переключаюшее устройство соединяется с гэчкой миэгопредепьнэгэ делителя, имеющей нап» ряжение Q равнэе конечному значению начального предела измерения моста. При этом ЭДС диагонали компенсируется и стрелка индикаторного прибора 8, а также перо записываюшего прибора 9 возврашаются на нупевов деление шкапы. При поспедуюшем использовании предела измерения моста переключаю1 шее устройство поочередно соединяется с точками мнэгопредельнэго делителя напряжения,имеющимнапряжения 2vUО е -0о-" и т.д.

2Ц

Таким образом. благодаря нэгэкрагнэму смешению электрического нуля мост эудет иметь несколько пределов измерейия 0-Ц

610025

U - Оо 20о- З0о - про-Ы+ " 0о где

Оо- конечное значение начального предела измерения, а 1l — максимальное число,смеще,ний нуля.

Масштаб записи результатов измерения 5 на диаграммной ленте при различных пределах остается неизменным, что весьма удобно при расшифровке диаграмм, При этом àáсолютная погрешность измерений не изменяется, а относительная погрешность измерений о 10 уменьшается в соответствии с формулой р ц о ю где 8о — относительная погрешность начального преде ла изме ре ни я; 15

N — .порядковый номер предела измерения.

Применение электронных стабилизаторов компенсационного типа устраняет нестабильность напряжения на многопредельном 20 делителе, обусловленную изменением тока в ветвях моста и устраняет погрешность измерения вызванную этим фактором.

Ф ормула, изобретения

1. Многопредельный неуравновешенный

25 мост постоянного .ока, содержащий две ветви каждая из которых состоит из последо-вательно соединенных резистора, стабилизатора напряжения и датчика с изменяемым

30 сопротивлением, многопредельный делитель напряжения, подключаемый параллельно стабилизатору напряжения, включе ни эму в одну ветвь моста, индикаторный прибор и многопозиционное переключающее устройство, сое3$ диненное общей клеммой с индикаторным прибором, а переключаемыми контактами— с многопредельным делителем напряжения, включенным в измерительную диагональ моста, отличающийся тем,что,c целью повышения точности измерения при расширении диапазона измерений, он снабжен однопредельным делителем напряжения, включенным в другую ветвь моста параллельно стабилизатору напряжения.

2. Многопредельный неуравновешенный мост постоянного тэка по п, 1, о т л и ч аю шийся тем, что, каждый стабилизатор напряжения содержит транзистор, усили-. тель постоянного тока, источник опорнэго напряжения и сигнальньй резистор, который является элементом делителя напряжения и соединен с одним из входов усилителя постоянного тока. и истэчником опорного напряжения, подключенным на второй вход усилителя постоянного тока, выход которого соединен с базой транзистора, коллектор которого, в свою очередь, подключен к резистору, а эми тер — к источнику опорного напряжения и сигнальному резистору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Шкурин Г, П, "Справочник по электроизмерительным и радиоизмерительным приборам, Радиоизмерительные приборы, М., 1960, с. 35, 2. Авторское свидетельство СССР

Ne 364832. кл. G 01 К 17/16, 1975.

610025

Составитель В. Мастяев

Редактор О. филиппова Техред Е. Давидович Корректор H. Яцемирская

Заказ 3000/33 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r..Óærîðýä, ул. Проектная, 4