Способ балансировки диодных мостовых схем

 

7. (72) Авторы нзобретеннв

П. П. Поливанов и А. В. Вишняков

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно; физический институт (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ ДИОДНЬ|Х МОСТОВЫХ СХЕМ

Изобретение относится к способам балансировки мостовых диодных схем включения параметрических преобразователей неалектрических величин и может быть использовано при разработке аппаратуры, предназначенной для работы с измерительными преобразователями различных типов (емкостными, резистнвными, индуктивными).

Известны диодные мостовые схемывключення параметрических преобразователей и способы их начальной балансировки, заключающиеся в подстройке одного из компонентов схемы (резистора, конденсатора) до достижения баланса схемы (1 .

Г1рнменение подстраиваемых компонентов конструктивно усложняет схему, увеличивает ее размеры, затрудняет ее реализацию методами микроэлектроники и создает эксплуатационные неудобства.

Известен способ дистанционной балансировки мостовой диодной схемы, в котором балансировку схемы осуществляют, изменением частоты питающего схему генератора (2f.

Однако такой способ балансировки применим только для мостовых схем, в которых величина тока, протекающего

5 через плечи схемы, зависит от частоты питающего сигнала, причем эта зависимость для разных плеч схемы различна. В частности изменением частоты питающего сигнала не удается балансировать схемы, s оба плеча которых включены только резисторы;„

Бель изобретения — повышение точностн баланснровкн.

Это достигается тем, что в способе балансировки диодных мостовых измерительных схем переменного тока, заключающемся в регулировании параметра, питающего схему переменного сигнала, регулируют параметры положительной и отрицательной полуволн питающего схему сигнала раздельно, при этом раздельно регулируют амплитуды положительной и отрицательной полуволн питающего сигнала, кроме того, раздельно регулируют длительности положительной и отрицательной полуволн питающего сигнала.

Регулируя раздельно параметры положительной и отрицательной полуволн сигнала генератора, можно получить равенство зарядов, проходяших через разные плечи схемы даже в ".ом случае, когда проводимости этих плеч различны. При этом суммарный заряд и, следовательно, напряжение на разделительном конденсаторе будут равны нулю, что соответствует балансу схемы. Для дистанционной балансировки возможно раздельное регулирование как амплитуды положительной и отрицательной полуволн питавшего схему сигнала, так и их длительности. где Ug

3 687399

4 гут быть использованы резистивные измерительные преобразователи. Диод 3 и резистор 5 образуют одно плечо моста, другое плечо образовано диодом 4 и резистором 6. Генератор 1 вырабатывает прямоугольные разнополярные импульсы (см. фиг. 2), имеющие длительности E.g и 62 и амплитуды Е и Еz . Период повторения импульсов равен T. Выходное

10 напряжение U Bq,„ìoñòîâîé схемы (см. фиг. 1) определяется выражением с +, . (е;о ) — „-(E,-u ) „,, "вых

15 +.— $ e — прямое падение найряжения на диодах 3 и 4;

Ч, Ч ь — сопротивление резисторов

5и6.

Из соотношения следует, что баланс

На фиг. 1 представлена диодная мос- схемы (Ug1,1„=-0 ) может быть устатовая резистивная схема, пример реа- новлен как раздельной регулировкой амплизации предложенного способа; на фиг.2 литуд импульсов Eg и Е2, так и графически показана возможная форма 25 регулировкой их длительности 1 и 2 сигнала генератора; на фиг. 3 — диодная Представленная на фиг. 3 резистивмостовая резистивно-емкостная схема. Но-емкостная диодная схема может исДиодная мостовая резистивная схема пользоваться для включения емкостных (см. фиг. 1) состоит из генератора 1 измерительных преобразователей (конпеременного сигнала, разделительного >0 денсаторы 7 и 8). При форме сигнала, конденсатора 2, диодов 3 и 4 и рези- показанной на фиг. 2, выходное напря» сторов 5 и 6, в качестве которых мо- жение схемы определяется выражением !

Т-, «т-t.< р;од (с,(-е-R ф, „, j (E<-Ug) с,(-е р,с,1 Rg я В где при прочих прежних обозначениях 1 и С я — емкости конденсаторов 7 и 8.

Из приведенного выражения следует, что раздельная регулировка параметров положительной и отрицательной пол уволн питающего сигнала позволяет балансировать эту схему.

Оптимальпзй формой сигнала генера тора для резистивно-емкостного моста (см. фиг. 3) являются разнополярные импульсы, отношение длительности которых к периоду повторения стремится к нулю (- О - ). В этом

+4 +

4 Т случае схема имеет максимальный коэф фициент чувствительности к относительному изменению емкости преобразователя (емкостным преобразователем является, например, конденсатор 7) и выходной сигнал схемы определяется выражением

ð,-u ) c,-(z,-од) с, 40 И

Bblx С +С

Дистанционную балансировку схемы в этом случае можно осуществлять регулировкой амплитуд импульсов Е. и Е2.

Предлагаемый способ балансировки диодных мостовых схем включения параметрических преобразователей по сравнению с известными позволяет в широких пределах осуществлять дистанционную электрическую балансировку схем с любыми компонентами и ее плечах (резисторами, конденсаторами, индуктивностями). Эго значительно снижает требования к точности номиналов компонентов схемы, упрощает ее реализацию методами микроэлектроники, уменьшает ее размеры и повышает удобство

6 873!

Ьен фиа5

1IHHHHH Заказ 5571/42 Тираж 1090 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 эксплуатации. При этом сохраняется двухпроводная линия связи мостовой схемы с генератором питания.

Формула изобретения

1. Способ балансировки диодных мостовых схем, заключающийся в регулировании параметра, питаюшего схему п еремзнного сигнала, о т л и ч а ю - ° ш и и с я тем, что, с целью повышения точности балансировки, регynapyarr параметры положительной и отрицательной полуволн питаюшего схему сигнала раздельно.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что раздельно регули99 6 руют амплитуды положительной и отрицательной полуволн питаюшего сигнала.

3. Способ по ц. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что раздельно регулируют длительности положительной и отрицательной полуволн питаюшего сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3012192, кл. 324-57, 1964.

2. Приборы для научных исследований. Лвухклеммная интегральная мостовая схема для подключения емкостного датчика давления, 1970, N 12, с. 87.