Измерительный преобразователь

ОП ИСАНИЕизавретинияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. 6 01 В 17/10 3 Ьеударствекый квинтет СССР по делам изабрвтеккЯ(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к средствам измерительной техники, в частности к измерительным преобразователям ак" тивного сопротивления в постоянное напряжение (ток), предназначенным, например, для точного измерения температуры, давления, силы и т,д, Эти преобразователи широко используются в системах централизованного контроля и управления технологическими про" цессами (объектами), измерительных информационных системах и комплексах.Известны устройства для преобразования активного сопротивления в напряжение постоянного тока, содержащие измерительный мост, в одно из плеч которого включено измеряемое сопротивление, и усилитель постоянного тока, охваченный отрицательной обратной связью 1. Недостатком этих устройств является значительная погрешность измерения при изменении сопротивления проводов линии связи, вызываемая изменением внешних условий.Известно также устройство, содер"жащее измерительный мост, в одно изплеч которого с помощью трехпроводнойлинии связи включено измеряемое сопротивление, источник питания мостаи дифференциальный усилитель постоянного тока,1 оКомпенсация влияния.линиисвязив этой схеме осуществляется за счетприменения трехпроводной линии, спомощью первого провода которой первыйвывод измеряемого сопротивления подключен к измерительной диагонали мос"та и к неинвертирующему входу диф", ференциального усилителя постоянноготока. Второй вывод измеряемого сопро".тивления подключен через второй про" щ вод линии связи только к нижнему плечу моста, а через третий провод -. кисточнику питания и общей шине дифференциального усилителя, При такомвключении измеряемого сопротивленияпервый и второй провода линии связиоказываются включенными в противоположные плечи моста и при изменениисопротивлений этих проводов одновременно изменяются сопротивления плечмоста. Разбаланса моста не происходит, т.е. компенсируется влияние линии связи Г 2.Недостатком устройства являетсято, что сопротивление второго провода линии связи вХодит в нижнее плечоделителя отрицательной обратной связи усилителя и изменение величины сопротивления линии связи изменяет коэффициент передачи всего преобразователя, что приводит к значительным погрешностям изМерения, особенно принизкоомных измеряемых сопротивлениях.Целью изобретения является повышение точности измерения. 20Поставленная цель достигается тем,что в измерительном преобразователе,содержащем источник питания, дифференциальный усилитель постоянноготока и четырехплечий измерительный 25мост, состоящий иэ четырех резисторов, один из них, измеряемый, включен в четырехплечий измерительныймост с помощью трехпроводной линиисвязи, через первый провод которой З 0один вывод измеряемого резистора подключен к первому выводу первого ре"зистора четырехплечего измерительного моста и неинвертирующему входу дифференциального усилителя постоянноготока; выход последнего через резистор обратной связи подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя и к второму и третьемурезистору четырехплечего измерительного моста, другой вывод второго резистора соединен с первым выводом источника питания и вторым выводом первого резистора четырехплечего измерительного моста, второй вывод измеря.45емого резистора подключен через второй провод линии связи к общей шинедифференциального усилителя постоянно-го токаи к второму выводу третьегорезистора четырехплечего измерительного моста, а через третий провод ли.нии связи - ко второму выводу источника витания,На чертеже показана схема данного55устройства.Измерительный мост 1 состоит изчетырех резисторов 2"5Резистор 5 измеряемый 7. К диагонали питания моста 1,точки 6 и 7) подключен источник 8 питания, измеряемый резистор 5 к измерительному мосту через два сопротивления проводов 9 и 10 линии связи, а к источнику питания - через сопротивление провода 11 линии связи.К выводам 12 и 13 измерительной диагонали моста подключены неинвертирую"щий 14 и инвертирующий 15 входы дифференциального усилителя 16 постоянного тока. Общая шина 17 усилителя подключена к резистору 4 моста и к сопротивлению провода 1 О линии связи.Кроме того, с помощью резистора 18усилитель 16 постоянного тока охватывается отрицательной обратной связью. На выходе усилителя 16 подключена нагрузка 19,Схема работает следующим образом.Сопротивление измерительного моставыбирается из следующих соотношений:сопротивление резистора 2 равно сопротивлению резистора 3, а сопротивление резистора 4 равно сумме сопротивлений резистора 5 и проводов 9и 10.При этом условии напряжение на выводах 12 и 13 измерительной диагонали моста равно нулю и сигнал в нагрузке 19 также равен нулю. При изменении измеряемого сопротивления резистора 5 мост выходит из равновесияи в измерительной диагонали появляется сигнал рассогласования, которыйпоступает на выходы усилителя 16Усиленный усилителем 16 сигналрассогласования поступает в нагрузку 19, при этом коэФфициент усиленияусилителя определяется отношением сопротивления резистора 18 обратной связи и сопротивления резистора 4 моста,Рассмотрим как происходит компенсация влияния линии связи в даннойсхеме.На неинвертирующий вход усилителя подается напряжение, снимаемое сизмеряемого резистора 5 и с сопротивлений проводов 9 и 1 О линий связи. Токи от источника 8 питания моста протекают по сопротивлениям проводов 9.и 10 линий связи таким образом, что падения напряжения, создаваемые им на этих, сопротивлениях относительно общей шины 17, оказываютсявключенными встречно и, таким образом, напряжение, снимаемое с точки 12относительно общей шины, равно напряжению на измеряемом резисторе 5.983553 20 формула изобретения акаэ 9911/51 . Тираж 717 Подписное НИИП лиал ППП "Патент"., г, Ужгород, ул. Проектная, 4 При одновременном изменении сопротивлений линии связи потенциал точки 12 относительно общей шины не изменится, так как напряжения на сопротивлениях линии изменяются одинако во и также компенсируют друг друга,Сопротивление резистора 4 соединено с общей шинЬй и потенциал точ"ки 13 не изменяется при изменении какизмеряемого сопротивления, так и сопротивления линий связи.Так как в цепь обратной связи невходит сопротивление линии связи, тоизменение сопротивления линии связине влияет на коэффициент передачи 1преобразователя,Таким образом в предлагаемой схеме изменения сопротивлений линий связи не влияют на точность измерения,Измерительный преобразователь, содержащий источник питания, дифференциальный усилитель постоянного тока и четырехплечий измерительный мост, состоящий из четырех резисторов, один из них, измеряемый, включен в четы,рехплечий измерительный мост с по мощью трехпроводной линии связи, через первый провод которой один вывод измеряемого .резистора подключен к первому выводу первого резистора четырехплечего. измерительного мостаи неинвертирующему входу дифференциального усилителя постоянного тока,выход последнего через резистор обрат.ной связи подключен к инвертирующе"му входу дифференциального усилителя и к второму. и третьему резисторучетырехплечего измерительного моста,другой вывод второго резистора соединен с первым выводом источникапитания и вторым выводом первого резистора четырехплечего измерительного моста, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точнос"ти измерения, второй вывод измеряемого резистора подключен через второй провод линии связи к общей шинедифференциального усилителя постоян"ного тока и к второму выводу треть",его резистора четырехплечего измери"тельного моста, а через третий про"вод линии связи - к второму выводуисточника питания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Н 3568044,кл 323/75, опублик. 3972.2. 1 ейтман М.Б. и др. Компенсаци;онные измерительные преобразователиэлектрических величин. М "Энергия",