Мост измерительный

СОЮЗ СОВЕТСНИХС(ОМПИЮНЕСиИПРЕСПУБЛИК за) С 01 Р 17 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3505358/2428.10.8230,12.84. юл. В др. Курс электр 1, М-Л., ГЭИ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1,Быков М.А. иических измерений. Ч.1960.2. Савенков А.Н Чернов А.М. Одинарный мост постоянного тока для измерения электрического сопротивления. В кн.: Микропровод и приборы сопротивления, вып. 5, (Кишенев) "Картя.Молдовеняскэ", 1967, с. 294. 801132237 А(54) (57) МОСТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЪЙ, содержащий три резистивных плеча и зажимы для подключения объекта измерения, включенные в четвертое плечо, заземленный экран, усилитель, первые вход и выход которого соединены с экраном, второй вход соединен с первой вершиной измерительной диагонали моста, второй выход соединен с первым выводом индикатора, второй вывод которого соединен с второй вершиной измерительной диагонали моста, источник питания, включенный в диагональ питания моста, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения пределов Е измерения, в него введен четвертый резистор, а вторая вершина измерительной диагонали моста соединена с Сфф экраном через четвертый резистор.112Изобретение относится к средстваь"-;измерения электрического сопротивления и проводимости, точнее к мостамомметрам и мостам-сименсметрам, мостовым преобразователям температуры5и давления, содержащим в своем составе термометры сопротивления или реэисторные тензодатчики.Известна схема экранированногочетырехплечего моста, с так называемой вспомогательной ветвью Вагнера 13:Недостатками этой схемы являетсясложность и одноцелевое назначение,потребность в избыточных компонентахдля реализации ветви Вагнера, в результате чего мосты с ветвью Вагнераменее надежны, чем мосты типа Р 4050 Р 4060 без ветви Вагнера.Наиболее близкимй к предлагаемойпо технической сущности являются мосты-омметры серии Р 4050-Р 4053, содер"жащие в диагонали питанияизолированный от земли плавающий источникнапряжения, а в индикаторной диагона ли - усилитель с заземленным вторымвходом, причем общий экран всей измерительной цепи подключаетсяк заземляемой вершине мостовой цепи, противолежащей вершине соединения измеЗОряемого сопротивления, с первым вхо-.дом усилителя нуль-индикатора и мерысопротивления, с которым сравниваетсяизмеряемое сопротивление Г 23,Недостатками данных мостов явля. -ются высокие требования к изоляциинезаземленных вершин измерительнойцепи, низкое быстродействие из-забольшой постоянной времени моста, равной произведению емкости измерительной диагонали на сопротивление встро-"енной меры в общую ветвь с измеряемымсопротивлением, что усложняет конструктивное исполнение высокоомныхмостов по указанной схеме и снижаетих показатели точности на верхних,пределах измерения .Цель изобретения - упрощение конструкции мостов с защитой от токов.утечки и расширение пределов измерения. 50Поставленная цель достигается тем,что в мост измерительный, содержащийтри резистивных плеча и зажимы для;подключения объекта измерения, вклю-ченные в четвертое плечо, заземпенный экран, усилитель, первые вход ивыход которого соединены с экраном,.второй вход соединен с первой верши 237 2ной измерительной диагонали моста, второй выход соединен с первым выводом индикатора, второй вывод которого соединен с второй вершиной измерительной диагонали моста, источник питания, включенный в диагональ питания моста, введен четвертый резистор, а вторая вершина измерительной диагонали моста соединена с экраном через четвертый резисторНа чертеже схематически изображен мост измерительный.Мост 1 имеет четыре изолированных вершины 2(а), 3(в), 4(с), 5(с) и четыре резистивных плеча 6,7,8 и 9 с сопротивлениями (проводимостями)Йбс Сас )Йод(6 в 3); ЙЬс(бьс); Рьян ЯЬА) соответственно, экран 10 с зажимами 11 ( 1 ) для подключения к внешнему контуру заземления, четыре паразитных проводимости 12 (Ж ); 13(Сс 1 ), 14(СЬГ ); 15(6 а ) соответственно вершинам .2(а), 3(в), 4(с), 5(с 1) относительно экрана, изолированный от экрана источник 16 питания с выходным напряжением О , операционный усилитель 17 с порогом чувствительности к напряжению И 0 , подключенный к изолированной вершине 4 моста первым входом и подключенный накоротко к экрану вторыми входом и выходом, включенный на выходе моста измеритель-индикатор 18 тока или дистанционный потребитель-регистратор выходного тока, резистор 19, проводимость которого 7 ф определяет мас-штаб преобразования напряжения холостого хода измерительной диагонали моста в выходной ток 1 операционного усилителя 17.Устройство работает следующим образом.Известно, что если токи в плечах измерительной цепи становятся соизмеримыми с токами утечки через паразитные проводимости, то известное уравнениеВас ВЬЮ = й Ьс Йв Иуже не будет являться условием равновесия, когда разность потенциалов между вершинами измерительной диагонали моста0:О (й.)В данном мосте, когда он неуравновешен, т,е. когда в нем напряжение холостого хода в измерительной диагонали1132 3О у -,ЕО, (3) 30 Составитель В. СеменчукТехред Н.Кастелевич КорректорМ. Максимишинец Редактор М. Петрова Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035., Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9786/38 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 его операционный усилитель 17 повторяет этот сигнал на резисторе 19, реализуя уравнение компенсации5О 5=)ер+Ы) :и=а,откуда следует,что выходной токоперационного усилителя 171 Ос 4(сИ+ Щ 1 (5) где уД - проводимость четвертогорезистораИ - проводимость утечки с вершины д моста на его экранс зажимом УВ квазилинейном уравнении (5) множитель - сумма проводимости ЖЬ +Щ) по сути является коэффициентом пропорциональности между связанными за-. 2 О висимостью (4) переменнымиО-и УПриняв во внимание соотношение реальных величин проводимостей:С,н:110 ",10 )см;(Ь)Щ -(10 10 )см, (7)можно. заключить, что в случае пренебрежения в (5) паразитной погрешностью, допускаемая, погрешность упрощения задачи1Я-4 Е 1 ОО 7,:(1 О Ъа 1 О Ъ 1 О)1 О 7.= " =ж=10 8,10 )7, (8) величина достаточно малая и ею можно35 пренебречь во всех практических случаях применения моста.Следует отметить, что вданном мосте устранение влияния тока утеч 237 ,4ки 1 е через паразитную проводимость производится за счет обеспечиваемой операционным усилителем 17 эквипотенциальности вершин С и. Проводимость 9 д должна быть не более входной проводимости операционного усилителя 17, поскольку в противном случае она будет заметно влиять на чувствительность моста.С помощью оцерационного усилителя и четвертого резистора исключены утечки с вершин с и д, а паразитные проводимостиСду и дц не влияют на.результаты любых измерений, выполняемых мостом, поскольку их влияние следует рассматривать с позиций того, какую нагрузку они представ 7 яют для источника питания моста.В результате действия описанной защиты от влияния токов утечки последние практически не влияют на условие равновесия ( 1) в. данном мостеТаким образом, при применении моста его система экранирования не только ни в чем не уступеет мостам как с ветвью Вагнера, так и без нее, но и превосходит их по более высокому быстродействию, более простой реализации и более высокой надежности,Использование данного технического решения для синтеза нового поколения измерительных мостовь 1 х измерений сопротивления и проводимости, преобразователей с резисторными датчиками, соединяемьи по новой мостовой схеме с эффективной системой защиты помимо улучшения метрологических свойств приводит и к увеличению долговечности средств измерения