Устройство для измерения сопротивления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в 2 тензометрии для построения мостовых измерительных схем. Цель изобретения - повышение чувствительности зэ счет перераспределения тока между двумя оезистивными делителями. Устройство содержит измерительный резистор 1, эталонный резистор 2, образующие первый делитель напряжения, стабилизаторы 3 и 4 напряжения , резисторы 5 и 6 высокоомные, образующие второй делитель напряжения, источник 7 питания блок 8 измерения. Вместо биполярного источника 7 питания возможно применение одного стабилизатора напряжения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСКИх

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ1ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4454498/21 (22) 04.07.88 (46) 30,01.91. Бюл. ¹ 4 (72) А.В, Родионов и Д.В. Пухов (53) 621.317.73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . ¹ 828114, кл. G 01 R 27/02, 1979.

Немец И, Практическое применение тензорезисторов.М.: Энергия 1970, с. 23. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в

„„Я „„1624337 А1 (я)з G 01 R 17/02, G 01 В 7/16, G 01 R 17/10 тензометрии для построения мостовых измерительных схем. Цель изобретения — повышение чувствительности зз счет перераспределения тока между двумя оезистивными делителями. Устройство содержит измерительный резистор 1, эталонный резистор 2, образующие первый делитель напряжения, стабилизаторы 3 и 4 напряжения, резисторы 5 и 6 высокоомные, образующие второй делитель напряжения, источник 7 питания олок S измерения. Вместо биполярного источника 7 питания возможно применение одного стабилизатора напряжения. 2 ил.

1624337

Остаб 4

1г = — — -Rz г,5

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в тензометрии для построения мостовых измерительных схем.

Цель изобретения — повышение чувствительности за счет перераспределения То ка между двумя резистивными 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 6 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 6 второго делителя напряжения. Средний вывод второго делителя (вторые выводы резисторов 5 и 6) 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

i апряжения обраэуютдва последовательно включенных стабилизатора тока.

На фиг. 2 изображена эквивалентная схема данного устройства, где Š— выходное напряжение источника 7 питания; li— ток, текущий через измерительный резистор 1 и регулирующий элемент стабилизатора 3 напряжения; lz — ток, текущий через эталонный резистор 2 и регулирующий элемент стабилизатора 4 напряжения; 1б — ток, текущий через высокоомный резистор 5 делителя; 16 — ток, текущий через высокоомный резистор 6 делителя; U — падение напряжен и я на резисторе 6.

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 11 и lz соответственно.

Устройство для измерения сопротивления работает следующим образом.

При включении источника 7 питания и отсутствии физического воздействия на измерительный резистор 1 åðå3 регулирующий элемент стабилизатора 3 напряжения

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 6 второго делителя напряжения, имеет минимальную величину. определяемую выходным напряжением источника 7 пиания и суммарным сопротивлением резисторов 5 и 6. Таким об аэом, нэ входе блока 8 измерения устанавливается постоянное напряжение.

При непосредственном физическом воздействии (деформация, изменение освещенности, температуры и т.д.) i,a 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 6, 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.

Г1ри включении источника 7 питания через измерительный резистор 1 течет ток, величина которого определяется выражением

Остаб.э

li = ——

R1

ГДЕ Ослаб 3 — ВЫХОДНОЕ НаПРЯжЕНИЕ СтабИЛИзатора 3;

Ri — сопротивление измерительного резигтора 1 первого делителя напряжения.

Через эталонный резистор 2 течет ток, определяемый из соотношения

ГДЕ Ос аб q -- ВЫХОДНОЕ НаПРЯжЕНИЕ СтабИЛИзатора 4;

Rz — сопротивле ие эталонного резистора 2 первого делителя напряжения, токи, текущие в цепи второго делителя, определяются соответственно

1624337

1 1

Л О Я1 К

Л Одел 1 1

Н5 R6

1 1

R5 R6

1 1 т15 1 6

ЛЯ1

Остаб 3 ли- —"

R1 (— +—

1 1 1 5 Rá

ДО 1 ДВ1 1

Ri 1 1 — +— т15 1 6

Š— О О

15 = 16 =—

R5 R6 где Š— выходное напряжение источника 7 питания;

Π— падение напряжения на резисторе 6;

R5, Вб — сопротивления плеч второго делителя напряжения.

Используя закон Кирхгофа, получаем (см. фиг. 2) 11.1 15 = 12+ 16.

Подставляя выражения для токов в последнее уравнение, после небольших преобразований получим выра кение для начального напряжения (т.е. до изменения сопротивления измерительного резистора 1) на входе блока 8 измерения;

Е Остаб.3 Устаб.4

U R5 R1 R

При непосредственном физическом воздействии на измерительный резистор 1 он изменяет свое сопротивление на величину Л Ri, а измерительное напряжение на входе блока 8 измерения определяется выражением

Е Устаб.3 Ucra6.4 R + R, + R> R

I при ЛИ1 «Ri изменение напряжения на входе блока 8 измерения

О стеб.3

= 1, — начальный ток через изR1 мерительный резистор 1, поэтому

Сравнивая выражения изменения напряжения на входе блока 8 измерения для данного устройства и прототипа при одинаЛВ1 ковых 1е и получим

5 при этом Л Одел = Одел.о Одел, где Одел о напРЯ;кение пРи неизменном сопоотивлении измерительного резистора 1 прототл э;

Одел. — напряжение, когда сопротивление измерительнотэ резистора 1 изменилось нэ величину Л Я1;

R1 — сопротивление измерительного резистора 1 прототипа:

Rz — сопротивление эталонного резистора 2 прототипа.

В частном случае, когда К1 = Ry = г, R5 = R6 =: R, последнео выражение примет вид К = R/ã, Поскольку Р» г, то чувстви20 тельность данного устройства существенно превосходит чувствительность известного резистивного делителя.

Вместо биполярного источника 7 питания возможно применение одного стабили25 затора напряжения. B 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 резистивныл делитель, состоящий из эталонного резистора и клемм для под35 ключения объекта контроля, при этом средний вывод первого резистивного делителя соединен с первым входом блока измерения, второй вход которого соединен с общей шиной, отличающееся тем,что,с

40 целью повышения чувствительности, в него введены первый и второй стабилизаторы напряжения и второй резистивный делитель, причем первые выводы первого и второго стабилизаторов напряжения соеди45 нены соответственно с вторым и третьим выводами источника питания и первым и вторым выводами второго резистивного делителя, средний вывод которого соединен с первым входом блока измерения и с вторы50 ми выводами первого и второго стабилизаторов напряжения, третьи выводы которых соединены с первым и вторым выводами первого резистивного делителя соответственно.

1524337

Составитель В.Семенчук

Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для измерения сопротивления Устройство для измерения сопротивления Устройство для измерения сопротивления Устройство для измерения сопротивления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в тензометрии для измерения силы, давления, ускорения и т.д

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании систем автоматизированного контроля , а также в системах для дистанционных измерений перемещений

Изобретение относится к технической физике, в частности к средствам измерения сопротивления материала под действием навязанного генерированного сигнала, и может быть использовано для определения состояния биологической ткани

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексного двухполюсника (КДП)

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения деформацией с помощью тензорезисторов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как измерительный орган для защиты электрических машин от повреждений обмоток вследствие превышения температуры обмотки электрической машины в рабочем состоянии

Изобретение относится к измерению физических величин, в частности к измерительным мостам переменного тока

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения параметров объектов, эквивалентные схемы которых представляются в виде многоэлементных двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности сопротивлений, в частности, в тензометрии и термометрии

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения приращения активного сопротивления резисторов и резистивных датчиков, подключаемых через длинные линии связи, например тензорезисторов, термопреобразователей сопротивления и резисторов, в процессе их изготовления

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов, научных исследованиях и производственньпс испытаниях

Изобретение относится к области : автоматического измерения и может быть использовано при построении систем автоматического контроля технологических процессов, параметров сред, систем технической диагностики и т.д

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых омметрах
Наверх