Мостовое измерительное устройство

 

IIii 632827

О П Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.74 (21) 2029000/18-21 с присоединением заявки № (51) М. Кл.- б 01R 17/10 (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 621.317.733 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. П. Еремин, В. Г. Кондратенко и И. Л. Повх

Донецкий государственный университет (71) Заявитель (54) МОСТ080Е ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к приборостроеншо, предназначено для измерения сопротивления резисторных измерительных IIpeобразователей различных типов (термометров сопротивления, тензодатчиков, термисторов) .

Известно мостовое измерительное 4 c I ройство для измерения сопротивления резисторных датчиков, содержащее источник питания, датчик, постоянные и переменные резисторы и усилитель (1).

В этом устройстве измерительный преобразователь питается постоянным током, а падение напряжения на нсм усиливается усилителем постоянного тока, p a uo Ta ioiHmi

IIo системе МДМ (модуляция, усиление, демодуляция) .

Недостатки такого устройства — сложность выполнения измерительного усилителя, значительныс искажения формы сигнала, обусловленные нелинейными искажениями модулятора и демодулятора, низкое быстродействие, обусловленное узкой полосой пропускания системы модуляции — демодуляции.

Цель изобретения — повышение точности измерения сопротивления резпсторных измерительных преобразователей.

Зта цель достигается введением в мостовое измерительное устройство, содержащее мостовую измерительн) ю схему, одна ветвь которой образована последовательно соединенными постоянным резистором и датчиком, вторая ветвь — постоянным резистором и регулируемым элементом, источник питания, включенный в диагональ питания мостовой схемы, и )сплитель, трех дополнительных мостовых схем, двух усилителей индикатора и трех резисторных деl0 лителей напряжения. 1ipH этом вторая мостовая схема образована ветвью предыдущего моста, состоящей из последовательно соединенных постоянного резистора и регулируемого элемента, и новой ветвью, со15 стоящей из последовательно соединенных постоянного резистора и регулируемого элемента, причем последняя ветвь является и ветвью третьей мостовой схемы, вторая ветвь которой также состоит из последова20 тельно соединенных резистора II рсгулпр емого элемента. Один из входов каждого у cH;IIITp;IH подключен непосредственно и одной из вершин измерительной диагонали в каждой мостовой схеме, а другой вход

25 подключен к другой вершине измерительной диагонали мостовой схемы через резисторный делитель напряжения. Выходы усилителей соединены со входами регулируемых элементов. При этом четвертая Мо30 стовая схема образована ветвью предыду682827 щей мостовой схемы, состоящей нз последовательно соединенных резистора H регулируемого элемента, и ветвью, состоящей из двух последовательно соединенных постоянных резисторов. В измерительную диагональ мостовой схемы включен индикатор, а ветви деполнительных мостовых схем питаются от отдельных источников.

На чертеже приведена схема мостового измерительного у стройства.

Мостовое устройство содержит резисторный измерительный преобразователь (датчик) 1, резистор первой ветви 2, резистор второй ветви 3, регулируемый элемент второй ветви 4, резистор третьей ветви 5, регулируемый элемент третьей ветви 6, резистор четвертой цепи 7, регулируемый элемент четвертой цепи 8, операционный усилитель разбаланса первой и второй ветвей

9, операционный усилитель разбаланса второй и третьей ветвей 10, операционный усилитель разбаланса третьей и четвертой ветвей 11, резисторы 12, 13 делителя второй ветви, резисторы 14, 15 делителя третьей ветви, резисторы 16, 17 делителя четвертой цепи, резисторы 18, 19 ветви четвертого моста, индикатор 20. Каждая из ветвей nilтается от источника 21 через резисторы

22 — 24, обеспечивающие одинаковые "îêè в ветвях схемы.

Равновесие первой и второй ветвей соблюдается в случае, если сопротивление управляемого элемента 4 в п раз больше сопротивления резистора 1 (nl — коэффициент деления резисторного делителя 12, 13).

Если коэффициент деления резисторов 14, 15 и 16, 17 соответственно и> и п, равновесие второй и третьей, третьей и четвертой ветвей соблюдается, если сопротпвл:llllc регулируемого элемента 6 в и; раз больше сопротивления регулируемого элемента

4, а сопротивление регулируемого элемента

8 в пз раз больше сопротивления рсг л. piемого элемента 6. Таким образом, сопротивление регулируемого элемента 8 в

nl n2 п3 раз больше сопротивления измерительного резпсторного прсобразователя 1.

Изменение под действием измеряемого параметра сопротивления измерительного преобразователя вызывает усиленное в

n1 п п3 раз изменение сопротивления управляемого элемента 8. Прп применении в качестве усилителей разбаланса опсраUHoHHbIY усилителей с большим коэффициентом усиления стабильность предлагаемого устройства практически полностью обусловливается стабильностью пассивных элементов (резисторов) ветвей и делителей и при использовании высокостабильных компонентов намного превосходит стабильность прототипа. В качестве управляемых

Д

13

25 .)0

i0

\,)

5э

60 элементов используют полевые транзисторы в режиме резисторов, управляемых напряжением, что в сочетании с широкополосными усилителями разбаланса позволяет получить высокое быстродействие измерительного устройства.

Высокие стабильность и быстродействие предлагаемого мостового измерительного устройства делают особенно эффективным его применение при изучении быстропротекающих процессов.

Ф ор мул а из о бр етени я

Мостовое измерительное устройство, содержащее мостовую схему, одна ветвь которой образована последовательно соед«пенными постоянным резистором и датчиком, вторая ветвь — постоянным резистором и регулируемым элсментом, источник питания, включенный в диагональ питания мостовой схемы, и усилитель, о тл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения сопротивления резисторных преобразователеи, в него введены три дополнительные мостовые схемы, два усилителя, индикатор и три резисторных делителя напряжения, при этом вторая мостовая схема образована ветвью предыдущего моста, состоящей из последовательно соединенных постоянного резистора и регулируемого элемента, и новой ветвью, состоящей из последовательно соединенных постоянного резистора и регулируемого элемента, причем последняя ветвь является и ветвью третьей мостовой схемы, вторая ветвь которой также состоит из последовательно соединенных резистора и регулируемого элемента, .>дни из входов каждого уСИЛИтЕЛя ПОДКЛЮЧЕН НОПОСрсдСтВЕНHO

ОДНОИ ИЗ ВЕРШИН ПЗМЕРПГС.li>lluH ДыаГОНаЛИ ь каждои мостовои схеме> а др Гои Вход подключен к др гой вершине измерительной диагонали мое.оной схемы через резис; opHblli делитеJlb напряжения, выходы vcHлптелей соединены со входамп регулируемых элементов, при этом четвертая мостовая схема образована ветвью предыдущеи мостовой схемы, состоящей нз последовательно соединенных резистора и регулир>емого элемента, и ветвью, состоящей из дву х последовательно соединенных постоянных резисторов, в измеритсльну ю диагональ последней мостовой схемы включен индикатор, а источник питания подключен к диагоналям питания мостовых схем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Солодовников В. В. Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления, М., Машиностроение, 1973, с. 80.

682827

Рс,<актор Б. Федотов

К ц:! ситор P. Беркович

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель И. Бахтина

Гскрсд A. Камь«иникова

Заказ 2111,!12 Изд. М 522 Тираж 1090

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР ио делам изобретений

113035, Москва )1<,-35, Раушская иаб„д. 4 5

Подписное и открытий