Устройство для измерения сопротивления

)5 С 01 Я 17/02 С 01 В 17/1 РИ ГКНТ ССС ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ из- по- ет Пухов ьство СССР/02, 1979,еское применергия 1970,ние изме льо в льзов иг ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ 1 ИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНПРОТИВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится кной технике и может быть испо тензометр мерительн вышение перераспр стивными жит измер резистор 2 напряжениния, резис ющие вт источник 7 сто биполя можно при напряжени ии для построения мостовых ых схем, Цель изобретения -чувствительности зз сч едаления тока между двумя оезиделителями, Устройство содерительный резистор 1, эталонный , образующие первый делитель я, стабилизаторы 3 и 4 напряжеоры 5 и 6 высокоомные, образуорой делитель напряжения, питания олок 8 измерения. Вмерного источника 7 питания возменение одного стабилизатора я. 2 ил.Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в тензометрии для построения мостовых измерительных схем.Цепь изобретения - повышение чувствительности за счет перераспределения тока между двумя реэистивными делителями,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - эквивалентная схема устройства.Устройство для измерения сопротивления (см, фиг. 1) содержит измерительный резистор 1, эталонный резистор 2, образующие первый делитель напряжения, стабилизаторы 3 и 4 напряжения, резисторы 5 и б высокоомные, образующие второй делитель напряжения, источник 7 питания, блок 8 измерения.Входы стабилизаторов 3 и 4 напряжения соединены с шинами источника 7 питания и первыми выводами резисторов 5 и б второго делителя напряжения, Средний вывод второго делителя (вторые выводы резисторов 5 и б) подключен к входу блока 8 измерения и к управляющим выводам стабилизаторов 3 и 4, К выходам стабилизаторов 3 и 4 напряжения подключены вторые выводы измерительного резистора 1 и эталонного резистора 2 соответственно, первые выводы которых соединены с входом блока 8 измерения, Резистор 1 является сопротивлением нагрузки стабилизатора 3, а резистор 2 - стабилизатора 4. В совокупности резисторы 1 и 2 и стабилизаторы 3 и 4 напряжения образуют два последовательно включенных стабилизатора тока.На фиг, 2 изображена эквивалентная схема данного устройства, где Е - выходное напряжение источника 7 питания; 1 - ток, текущий через измерительный резистор 1 и регулирующий элемент стабилизатора 3 напряжения; 1 г - ток, текущий через эталонный резистор 2 и регулирующий элемент стабилизатора 4 напряжения; К - ток, текущий через высокоомный резистор 5 делителя; 16- ток. текущий через высокоомный резистор б делителя; О - падение напряжения на резисторе б.Для наглядности схемы цепи, состоящие из стабилизаторов 3 и 4 напряжения и резисторов 1 и 2, представлены на фиг. 2 в виде эквивалентных источников тока 1 и 1 г соответственно.Устройство для измерения сопротивления работает следующим образом.При включении источника 7 питания и отсутствии физического воздействия на измерительный резистор 1 через регулирующий элемент стабилизатора 3 напряжения4550 Остаь а 1 г = -- - Вг г,б 5 10 15 20 25 30 35 40 и резистор 1 течет ток, величина которого определяется выходным напряжением стабилизатора 3 и номиналом резистора 1. Аналогично ток, текущий через эталонный резистор 2 и регулирующий элемент стабилизатора 4. определяется величиной выходного напряжения стабилизатора 4 и номиналом резистора 2. При этом ток, текущий через резисторы 5 и б второго делителя напряжения, имеет минимальную величину, определяемую выходным напряжением источника 7 пиания и суммарным сопротивлением резисторов 5 и б, Таким Образом,нэ входе блока 8 измерения устанавливается постоянное напряжение.При непосредственном физическом воздействии (деформация, изменение освещенности, температуры и т.д.) на измерительный резистор 1 он изменяет свое сопроаивление (эа счет изменения геометрических размеров, концентрации носителей заряда и т,д.), что вызывает изменение тока, текущего через измерительный резистор 1, поскольку выходное напряжение стабилизатора 3 при этом не меняется, Так как сопротивление эталонного резистора 2 и выходное напряжение стабилизатора 4 остаются неизменными, не изменяетСя и ток, текущий через резистор 2, следовательно, происходит изменение величины тока, текущего через высокоомный резистор б, что вызывает существенное изменение падения напряжения на нем, соответствующее изменение напряжения на среднем выводе второго делителя и, в свою очередь, на входе блока 8 измерения.Г 1 ри включении источника 7 питания через измерительный резистор 1 течет ток, величина которого определяется выражени- ем Остаб.э11 = --вгде Остао 3 - выходное напряжение стабилизатора 3;Й - сопротивление измерительного резигтора 1 первого делителя напряжения.Через эталонный резистор 2 течет ток, определяемый из соотношения где Осаь. - выходное напряжение стабилизатора 4;Бг сопротивление эталонного резисто ра 2 первого делителя напряжения, токи, текущие в цепи второго делителя, определяются соответственноЕ Остаб.з Остаб.4В В 1 В 1 1 В 5 посредственном физическом на измерительный резистор 1 свое сопротивление на величиизмерительное напряжение на 8 измерения определяется выПри н воздействи он изменяе ну ЛВ 1, а входе блок ражением ФЕ Остаб.з Остаб.4й Р 1+ ХБ ц1 1- + - 5 Вб при Л В 1В 1 изменение напряжения нвходе блока 8 измерения стеб 3 ЛО -В 1- + -1 1В 5 ВбОстаб.з = 1 о ндчдльны ок через и зистор 1, поэтому тельны ЛО= 1 1- + -В В 5 Сравни пряжения н данного уст менения намерения для а при одинаая выражения иза входе блока 8 иойства и прототий 1получим ковых 1 о и Е - О О15 = б -В 5 Вбгде Е - выходное напряжение источника 7 питания;О - падение напряжения на резисторе 6; 5 В 5, Вб - сопротивления плеч второго делителя напряжения,Используя закон Кирхгофа, получаем (см, фиг. 2)1 1 5 = 12+ 16.Подставляя выражения для токов в 10 последнее уравнение, после небольших преобразований получим выражение для начального напряжения (т.е. до изменения сопротивления измерительного резистора 1) на входе блока 8 измерения; 15 1 1 ЛО В 1 ВЛ Одел 1 1 Вб Вл при этом Л Одел = Одел.о Одел,где Одел.о - напряжение при неизменном сопоотивлении измерительного резистора 1 прототипа;Одел. - напряжение, когда сопротивление измерительного резистора 1 изменилось на величину Л В 1;В 1 - сопротивление измерительного резистора 1 прототипа:В 2 - сопротивление эталонного резистора 2 прототипа.В частном случае, когда В 1 = Вг = г, В 5 = Вб =: В, последнее выражение примет вид К = В/г, Поскольку Р г, то чувствительность данного устройства существенно превосходит чувствительность известного резистивного делителя.Вместо биполярного источника 7 питания возможно применение одноо стабилизатора напряжения. В этом случае данное устройство заменяет один из полумостов в схеме моста Уитстона.Формула изобретения Устройство для измерения сопротивления, содержащее источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной, первый резистивный делитель, состоящий из эталонного резистора и клемм для подключения объекта контроля, при этом средний вывод первого резистивного делителя соединен с первым входом блока измерения, второй вход которого соединен с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены первый и второй стабилизаторы напряжения и второй резистивный делитель, причем первые выводы первого и второго стабилизаторов напряжения соединены соответственно с вторым и третьим выводами источника питания и первым и вторым выводами второго реэистивного делителя, средний вывод которого соединен с первым входом блока измерения и с вторыми выводами первого и второго стабилизаторов напряжения, третьи выводы которых соединены с первым и вторым выводами первого резистивного делителя соответственно,1524337Составитель В,Семенчук Редактор О,Спесивых Техред М,Моргентал Корректор Т,Палий Заказ 185 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва Ж, Раушская наб, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101