Устройство для измерения приращенийсопротивления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик 4(51)М, Кд,з 6 01 Н 17/10 с присоединением сявки Но Государственный коиитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621, 317. . 733 (088,8) Дата опубликования описания 3006.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЙСОПРОТИВЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь,зовано для измерения активных сопротивлений резистивных преобразователей, например тензорезисторов.Известно устройство, в котором повышена точность за счет подавленияпомех, действующих в измерительнойдиагонали мостовой цепи, путем Ихвзаимного уничтожения при формировании выходного сигнала 1Однако в известном устройствеизменение напряжения питания мостовой цепи и коэффициента усиления усилителя приводит к появлению погрешности измерения.Известно также наиболее близкоетехническое решение, позволяющееустранить влияние нестабильностиамплитуды импульса питаний мостовой 2 Оцепи на результат измерения. Устройство состоит из источника опорногонапряжения, дифференциального усилителя, выход которого через ключ питания связан с диагональю питания 25мостовой цепи, в которую включено измеряемое активное сопротивление,усилитеЛя напряжения разбаланса,вход которого связан с измерительнойдиагональю мостовой цепи, а выход че- ЗО рез ключи синхродетекторов с выходными емкостями. При этом один вход дифференциального усилителя соединен с источником опорного напряжения, а другой - с,одной выходной емкостью. Выходы генератора связаны с управляющими входами ключей, и импульсы генератора коммутируют ключи в тактовые моменты времени. Регулируя напряжение питания мостовой цепи в соответствии с изменением напряжения пере" ходного процесса, в измерительной диагонали мостовой цепи корректируют выходное напряжение моста при вариациях сопротивления ключа питания или при изменениях коэффициентаусиления усилителя разбаланса чем повышают точность измерения 12Известное устройство удовлетворительно работает при больших амплитудах напряжения переходного процесса и неизменной постоянной времени переходного процесса. Уменьшение напряжений переходного процесса при использовании мостовой цепи с малыми значениями реактивности приводит к появлению погрешности измерения приращенийСнижение точности измерения наблюдается также при изменениях,крутизны фронтов импульсов питания или при изменениях длины кабельной линии мостовой цепи,Цель изобретения - повышение точности измерения.Указанная цель достигается тем,что устройство для измерения приращений сопротивления, содержащее источник опорного напряжения, нодключенныйк первому, входу дифференциального усилителя, выход которого черезключ питания соединен с диагональюпитания мостовой цепи, в которуювключен измеряемый резистор, усилитель напряжения разбаланса, вход которого соединен с измерительной диагональю мостовой цепи, а выход черезключи синхродетекторов в . с выходными 5конденсаторами, генератор, выходы которого соединены с управляющими входами ключа питания и ключей синхродетекторов, снабжено дополнительнымдифференциальным усилителем, дополнительным ключом и образцовым резистором, причем дополнительный ключи образцовый резистор соединены между собой последовательно и включеныпараллельно измеряемому Резистору р 5входы дополнительного дифференциального усилителя соединены с выходны.ми конденсаторами, а выход - со вторым входом дифференциального усилителя, дополнительный выход генератора соединен с управляющим входомдополнительного ключа,На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы работы генератора и сигналы мостовой цепи.35Устройство состоит из источника1 опорного напряжения, дифференциального усилителя 2, ключа 3 питания,мостовой цепи 4, измеряемого резистора 5, усилителя б напряжения разбаланса, ключей 7 и 8 синхродетекторов, выходных конденсаторов 9 и 10,дополнительного дифференциальногоусилителя 11, генератора 12, образцового резистора 13 и дополнительногоключа 14.Источник 1 опорного напряжениясоединен с одним из входов дифференциального усилителя 2, выход которого через ключ 3 соединен с диагональю питания мостовой цепи 4, вплечо которой включен измеряемый резистор 4. Вход усилителя б напряжения соединен с измерительной диагональю мостовой цепи 4, а выход через ключи 7 и 8 синхродетекторовс выходными конденсаторами 9 и 10, ккоторым подключены входы дополнительного дифференциального усилителя 11,Выход, дополнительного дифференциального усилителя 11 соединен со вторым входом дифференциального усили-.теля 2, а к измеряемому резистору5 подключены параллельно образцовыйрезистор 13 и дополнительный ключ14, соединенные между собой последовательно. Выходы генератора 12 соединены с управляющими входами ключей3, 7, 8, 14,Устройство работает следующим образом.Импульсы с генератора 12 поступают на ключ 3 питания и во времядействия импульса питания в измерительной диагонали формируется сигнал, который пропорционаленизмеряемому приращению. Усиленный сигналразбаланса с выхода усилителя б поступает через ключ 8 синхродетектора,.открываемый на короткое время, наконденсатор 9 и заряжает последнийдо выходного напряжения усилителя б.Во втором такте генератор 12 открывает ключ 3 и одновременно с этим открывает дополнительный ключ 14, шунтируя при этом измеряемый резистор5 и создавая контрольное приращение.Напряжение разбаланса мостовой цепи 4, пропорциональное сумме измеряемого и контрольного приращений, аналогично первому такту поступает через ключ 7 на конденсатор 10. Выход. -ные напряжения на выходных конденсаторах 9 и 10 практически не изменяются в течение двух тактов из-за высокого входного сопротивления дополнительного дифференциального усилителя 11, Разность этих напряжений,при незначительном изменении измеряемого приращения за два такта,.пропорциональна контрольному приращению, которое при высокостабильномобразцовом резисторе 13 и малом сопротивлении дополнительного ключа14 в открытом состоянии неизменно,Выходное напряжение дополнительногодифференциального усилителя 11 сравнивается с напряжением источника 1опорного напряжения, и разностьэтих напряжений, усиленная дифференциальным усилителем 2, через ключпитания 3 поступает на диагональ питания мостовой цепи 4.При изменении сопротивления ключа 3 питания или коэффициента усиления усилителя б происходит пропорцио.нальное изменение выходного напряжения с выходного конденсатора 9 иконтрольного с выхода дополнительного дифференциального усилителя 11.При их увеличении уменьшается разность опорного напряжения источника1 и контрольного напряжения с выхода дополнительного дифференциально-.го усилителя 11, что приводит куменьшению амплитуды импульса питания мостовой цепи 4 и, соответственно, к коррекции выходного напряжениямоста на выходном конденсаторе 9.Рассмотренное устройство работает независимо от напряжений переходных процессов в измерительной диагонали мостовой цепи 4, Это достигается подачей импульсов на ключи 7 и 8синхродетекторов после окончанияпереходных процессов на выходе усилителя 6, как показано на временной диаграмме работы генератора (фиг.2).Таким образом, за счет введения коррекции по образцовому приращению и .исключения из корректирующей цепи напряжения переходного процесса в предлагаемом устройстве повышается точность измерения приращения.Формула изобретенияУстройство для иЗмерения приращений сопротивления, содержащее источник опорного напряжения, подключенный к первому входу дифференциального усилителя, выход которого через ключ питания соединен с диагональю питания мостовой цепи, в которую включен измеряемый резистор, усилитель напряжения разбаланса, вход которого соединен с измерительной диагональю мостовой цепи, а выход .через ключи синхродетекторов - с выходными конденсаторами, генератор, выходы которого соединены суправляющими входами ключа питанияи ключей синхродетекторов, о т л ич а ю.щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, устройство снабжено дополнительнымдифференциальным усилителем, дополнительным ключом и образцовым резистором, причем дополнительный ключи образцовый резистор соединены между собой последовательно и включены параллельно измеряемому резистору, входы дополнительного дифференциального усилителя соединены свыходными конденсаторами, а выход -со вторым входом дифференциальногоусилителя, дополнительный выход генератора соединен с управляющим входом дополнительного ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе20 1. Авторское свидетельство СССРР 634127, кл. С 013/10, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2601225/21,кл. 6 01 В 17/10, 1978.842592 Них иход /г Составитель.И. Вахтинаедактор Т. Портная Техред Т,Маточка Корректор д. Ррицен За ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Фил ды иост цсп 087/50 ВНИИПИ по д 035, МоТираж 732 осударственного коми ам изобретений и от ва, Ж, Раушская