Мост переменного тока для низкотемпературного термометра сопротивления

 

Изобретение относится к области электрических измерений, в частности , к измерительным приборам мостового типа, в которых осуществляется сравнение с эталонной величиной. Цель изобретения - повьшение чувствительности и точности одинарного моста переменного тока при измерениях в области больших сопротивлений - достигается путем введения цепей автоматической компенсации реактивной составляющей сигнала разбаланса . Устройство содержит резисторы , низкотемпературный термометр сопротивления 3, эталонный резистор 4, предусилитель 7, селективный усилитель 8, фазочувствительные детекторы 9 и 12, усилители постоянного тока 10 и 15, элемент индикации 11, генератор 13 низкочастотных синусоидальных колебаний, фазовращатель 14, варикап 16, конденсатор 17, криостат 19, соединительные элементы 20- 23. 1 ил. Ь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (51) 4 G 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

h0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3722900/24-2! (22) 05.04.84 (46) 23.03.86.Бюл.М 11 (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР (72) А.А.Голуб, Г.А.Михайлов и Н.В.Зуев (53) 621.317.733 (088.8) (56) Электрические измерения./Под ред. Е.Г.Шрамкова. М.: Высшая школа, 1972, с.276 °

Я.Вепшек. Измерение низких температур электрическими методами. М.:

Энергия, 1980, с.153, 157. (54) МОСТ IIEPEMEHHOI ТОКА ДПЯ НИЗКО ТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕРМОМЕТРА СОПРОТИВ ЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электрических измерений, в частности, к измерительным приборам мостово. го типа в которых осуществляется сравнение с эталонной величиной.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности одинарного моста переменного тока при измерениях в области больших сопротивлений — достигается путем введения цепей автоматической компенсации реактивной составляющей сигнала разбаланса. Устройство содержит резисторы, низкотемпературный термометр сопротивления 3, эталонный резистор 4, предусилитель 7, селективный усилитель 8, фазочувствительные детекторы 9 и 12, усилители постоянного тока 10 и 15, элемент индикации ll, ге- Е нератор 13 низкочастотных синусоидальных колебаний, фазовращатель 14, варикап 16, конденсатор 17, криос- С, тат 19 соединительные элементы 2023. 1 ил.

1219971

Изобретение относится к области электрических измерений, а именно к измерительным приборам мостового типа, в которых осуществляется сравнение с эталонной величиной.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности оди,нарного;моста переменного тока при измерениях в области больших сопротивлений путем введения цепей автоматической компенсации реактивной составляющей сигнала раэбаланса.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит резисторы 1 и 2, низкотемпературный термометр 3 сопротивления, эталонный резистор 4, клеммы 5 и. 6, предусилитель 7, селективный усилитель 8, первый фазочувствительный детектор 9, первый .усили. тель 10 постоянного тока, элемент 11 индикации, второй фазочувствительный детектор 12, генератор 13 низкочастотных синусоидальных колебаний, фазовращатель 14, второй усилитель !5 постоянного тока, варикап 16, конденсатор 17, третий резистор 18,криостат 19, провода 20-23.

В плечи моста включены резисторы 1 и 2, причем R<= Rt 15 Ом, термометр 3 сопротивления, включенный по трехпроводной схеме, и эталонный резистор 4, например магазин сопротивлений, подключенных к прибору посредством двух клемм 5 и 6 соответственно. Устройство содержит систему индикации баланса, состоящую из предусилителя 7 с пермаллоевым трансформатором на входе, к выходу которого подключен селективный усилитель 8, который, в свою очередь, подключен к входу фазочувствительнога детектора 9, а выход последнего соединен с входом усилителя 10 постоянного . тока, к выходу которого подключен элемент 11 индикации, например вольтметр. Выход селективного усилителя 8 подключен к второму фазочувствительному детектору 12, который соединен с генератором 13 низкочастотных синусоидальных колебаний через фазовращатель 14. Генератор 13 соединен также с входом опорного напряжения фаэочувствительного детектора 9. Выход фаэочувствительного детектора 12 соединен с вторым усилителем 15 постоянного тока, а выход последнего с точкой соединения варикапа 16 (КВС-1!1А) с конденсатором 17 большой емкости (0,5 мкф) через резистор 18 (10 ИОм). Варикал 16 и конденсатор !7 образуют последовательную цепь, подключенную своими концами параллельно магазину 4 сопротивлений. Термометр 3 сопротивления помещен в криостат 19, Провод 20 термометра 3 сопротивления подключен к входу системы индикации !

0 баланса, провод 21 — в плечо магазина 4 сопротивлений, провод 22 включен в плечо самого термометра 3, причем

В. К . Провод 23 емкостной компенсации введен одним концом в крио-!

5 стат 19 вместе с проводами 20-22,но к термометру не подсоединен. Второй конец провода 23 подключен к вершине моста, общей для диагонали запитки генератора 13 и плеча магазина 4 сопротивлений.

Устройство работает следующим об, разом.

Комплексный сигнал разбаланса моста поступает через предусилитель 7

25 на селективный усилитель 8, после чего усиленный сигнал подается на оба фазочувствительных детектора 9 и 12.

Опорное напряжение, подаваемое на фазочувствительный детектор 9, совпадает по фазе с активным разбалансом моста, так что напряжение на его выходе пропорционально величине активного разбаланса. После прохождения через усилитель 10 постоянного тока этот сигнал подается на элемент 11

35 индикации. На фазочувствительный детектор 12 опорное напряжение от генератора 13 попадает после прохоягдения через фазовращатель 14, где про40 исходит поворот фазы опорного напряо жения на 90 относительного сигнала активного разбаланса. На выходе фазочувствительного детектора, 12 возни. кает напряжение, пропорциональное величине реактивной составляющей сигнала раэбаланса, которое после усиления в усилителе 15 постоянного тока подается через большое сопротивление резистора 18 на варикап 16 и изменя50 ет его емкость. Отрицательности обратной связи по реактивной составляющей легко добиться поворотом на 180 фао зы опорного напряжения на фазочувствительном детекторе 12.

Поскольку реактивная составляющая

55 сигнала раэбаланса подавлена цепью обратной связи, в данном устройстве разбаланс всегда носит активный ха1219971

ВНИИПИ Заказ 131О/52

Тираж 728 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рактер, а в условиях баланса сопротивления термометра 3 и магазина 4 сопротивлений равны. Фазочувствительный детектор 9 даже при малом активном раэбалансе не "забивается" большим реактивным разбалансом. Это обес.печивает повышение точности и чувствительности моста при измерениях в. области больших сопротивлений. Например, при сопротивлении термометра

10 Ом и выделяемой в нем мощности

5 10 Вт разрешение прибора лК/R составляет 10, прибор без автокомпенсации при тех же условиях обеспечива-э ет разрешение только 10

Формула изобретения

Мост переменного тока для ниэкотемпературного термометра сопротивления, содержащий генератор низкочастотных синусоидальных колебаний, подключенный первым выходом к диагонали питания моста, селективный усилитель, первый фаэочувствительный детектор, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора низкочастотных синусоидальных колебаний, а второй вход — с выходем селективного усилителя, первый усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом первого фазочувствительного детектора, а выход — с элементом индикации, два резистора, включенные в первое и второе плечи моста, эталонный резистор, включенный в третье плечо моста, клеммы для подкл1очения ниэкотемпературного термометра сопротивления, включенные в четвертое плечо моста, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности при иэ1р мерении больших сопротивлений, в него введены второй фаэочувствительный детектор, второй усилитель постоянного тока, фаэовращатель, третий резистор, варикап, конденсатор, предусилитель, причем выход селективного усилителя соединен с первым входом второго фазочувствительного детектора, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с первым входом первого фаэочувствительного:детекто-. ра,. выход второго фазочувствительного детектора через последовательно соединенные второй усилитель нос . тоянного тока и третий .резистор соединен с первыми выводами варикапа и конденсатора, вторые выводы которых соединены соответственно с первым и вторым выводами этапонного резис30 тора, вход предусилителя соединен с вторым выводом варикапа, а выход — с входом селективного усилителя.