Устройство для измерения приращения сопротивления

О П И С А Н И Е (и 993136ИЗОВРЕТЕН ИЯ Союз СаветскнкСоциалистическиеРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет СССР аф евам вэевретевкй н атерьпийОпубликовано 30. 01,83, БюллетеньДата опубликования описания 30,01.83(72) Авторы изобретения Центральное конструкторское бюро Государственногокомитета СССР по гидрометеорологиии контролю природной среды(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ1Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения приращения сопротивления, пропорционального изменению, например, температуры окружающей среды или гидростатического дав ления.Извесхно устройство для измеренияприращения сопротивления, содержащеемостовую схему, ключи, буферный уси 1 олитель, последовательно соединенныеинтегратор, усилитель-ограничитель,датчик калиброванных интервалов времени и измеритель временных интервалов 13Недостатком устройства являетсязначительная:зависимость результатовизмерений от дрейфанулей буферного усилителя и интегратора, так как амплитуды разнополярных импульсов питания 2 оизмерительного моста не равны другдругу по абсолютной величйне.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является 2устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее резистивный мост, подключенный к входу усилителяразбаланса,последовательно соединенные интегратор и усилитель-ограничитель, выход которого подключен к датчику калиброванных интервалов времени, соединенному с измерителем временных интервалов и двумя ключами, и источник тока, изменяющий свою полярность, причем один его выход соединен с вершиной диагонали питания моста, к которой подключен исследуемый резистор, а другой выход через один из ключей соединен с другой вершиной диагонали питания моста и через другой ключ - с вершиной измерительной диагонали резистивного моста, соединенной с постоянными резисторами моста, при этом выход усилителя. разбаланса непосредственно соединен со входом интегратора, а выход усилителя-ограничителя соединен с управляющим входом источника тока 1 2.99336 3Однако известное устройство такжехарактеризуется неравенством амплитудразнополярных импульсов тока питаниямоста иэ-за разброса параметров, временной и температурной нестабильности 5элементов источника тока и наличиемпереходных процессов в линии связиисследуемого сопротивления в моментыизменения направления тока. Укаэанныенедостатки снижают точность измерения.10Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее. резис тивный мост, последовательно соединенные буферный усилитель, интегратор .и усилитель-ограничитель, прямой выход которого подключен к входу датцика калиброванных интервалов времени, первый выход которого соединенс входом измерителя временных интер. валов и первым входом первого ключа,а второй выход датчика калиброванныхинтервалов времени соединен с первымвходом второго ключа, второй входпервого ключа соединен с вершинойдиагонали питания моста и источникомнапряжения постоянного тока, введенычетыре дополнительных ключа, инфор- ЗОмационные входы первого и второго дополнительных ключей соединены с выходом первого ключа и через второйключ - с вершиной йзмерительной диагонали резистивного моста, соединенной с постоянными резисторами моста,информационные входы третьего и четвертого дополнительных ключей соединены с противоположной вершиной измерительной диагонали моста, выходы 4 Опервого и третьего дополнительныхключей подключены к инвертирующемувходу буферного усилителя, к неинвер"тирующему входу которого подключенывыходы второго и четвертого дополнительных ключей, причем прямой выходусилителя-ограничителя соединен с управляющими входами второго и третьегодополнительных ключей, а его инверсный .выход соединен с управляющими,входами первого и четвертого дополнительных ключей. На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на Фиг,2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие его ра боту.Устройство содержит резистивный мост, состоящий иэ измеряемого резистора 1 и постоянных резисторов 2-1ключи 5-10, буферный усилитель 11,интегратор 12, усилитель-ограничитель13, датчик 14 калиброванных интервалов времени и измеритель 15 временных интервалов, источник 16 напряжений постоянного тока. Кроме того, обозначены (фиг.2) напряжение,а питания мостовой измерительной схемы; напряжение а, снимаемое с первой вершины измерительной диагонали моста; напряжение а , сний маемое с вершины измерительной диагонали моста, к которой подключен измеряемыйрезистор; сигнал б, снимаемый с объе. диненных выходов ключей 5 и 6; сигнал в, снимаемый с выходов дополнительных ключей 7 и 9; сигнал г, снимаемый с выходов дополнительных ключей 8 и 10; сигнал д на выходе буферного усилителя 11; сигнал е на выходе интегратора 12; сигнал ж на прямом выходе усилителя-ограничителя 13;сигнал з на управляющем входе ключа 5; сигнал и на управляющем входе ключа б,Устройство работает следующим об,; разом.На диагональ питания моста с источника 1 б подается напряжение О постоянного тока. В первый момент времени датчик .14 калиброванных интервалов времени открывает ключ 5 на время Т (фиг.2 з), ключи 7 и 10 открыты,Ключи 7-9 закрыты, Через ключи 5 и 7,10 сигналы моста поступают на инвертирующий и неинвертирующий входы усилитер 11 (фиг.2 б, в, г соответственно), На выходе интегратора 2 в течение времени Тк формируется линейноизменяющееся напряжение (фиг,2 е) . По истечении калиброванного интервала времени Т 1 по командам датчика 1 М ключ 5 запирается, а ключ б открывается, в результате чего на инвертирующий вход буферного усилителя 11 через ключи 6 и 7 подается напряжение литания моста (фиг.2 б, в), на его неинвертирующем входе сигнал остается без изменения. В момент Тх когда напряжение на выходе интегратора 12 достигает нуля (фиг.2 е) измеритель 15 временных интервалов фиксирует временной интервал первого цикла Т 1, а усилитель-ограничитель 13 меняет полярность сигналов на своих прямом и инверсном выходах, в результате чего ключи 7 и 10 запираются, а клю чи 8 и 9 открываются. Одновременно5= 9931датчик 14 калиброванных интерваловвремени вновь запирает ключ 6 и открывает ключ 5 (фиг;.2 з),Таким образом, по сравнению с. первым моментом времени происходит переброс точек подключения инвертирующегои неинвертирующего входов буферногоусилителя 11. После этого все процессы повторяются, но сигналы на выходебуферного усилителя; 11 в результате комемутации меняют полярность (фиг.2 д),Цифровой измеритель 15 временныхинтервалов суммирует два цикла интегрирования и измеряет временнойинтервал Т: , , 3Тк - у + ТхйТх =где к - сойротивление постоянных -резисторов;й+йй - сопротивление переменного резистора;Тх 2 - временной интервал 2-го цикла.По сравнению. спрототипом в устройстве повышается точность измеренияэа счет исключения неравенства .ампли туд токов питания моста; а также снижают требования к стабильности источника питания моста. формула изобретения 3 Источники информации,принятые во внимание.при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 531086, кл. С 01 В 17/10. 2; Авторское свидетельство СССР 4 в У 611167, кл. С 01 й 17/10.Устройстводля измерения приращения сопротивления, содержащее ревистивный иост, последовательно .со" единенные буферный усилитель, интегратор и. усилитель-ограничитель, прямой выход которого подключен к входу датчика:калиброванных интервалов времени, первый выход которого Зб Ьсоединен с входом измерителя временных интервалов и первым входом первого.ключа, а второй выход датчика калиброванных интервалов времени соединенс первым входом второго ключа, второйвход первого ключа соединен с вершиной диагонали питания моста и источником напряжения постоянного токао т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точйости измерения,в него введены четыре дополнительныхключа, информационные входы первогои второго дополнительных ключей соединены с выходом первого ключа ичерез второй ключ - с вераиноЩ измерительной диагонали резистивного моста, соединенной с постоянными.резисторами моста, информационные входытретьего и четвертого дополнительныхключей соединены с противоположнойвершиной измерительной диагонали моста, выходы первого и третьего допол"нительных ключей подключены к инвертирующему входу буферного усилителя,к неинвертирующему входу которогоподключены выходы второго и четвер"того дополнительных. ключей, причемпрямой выход усилителя-ограничителясоединен с управляющими входами второго и третьего дополнительных ключей,а инверсный выход усилителя-ограничителя соединен с управряющими входамипервого и четвертого дополнительныхключей.