Устройство для измерения приращения сопротивления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»773510 гф

1 ,Ỡ— г г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100278 (21) 2578300/18-21 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень 1 19 39

Дата опубликования описания 231080 (51)М. Кл.

G 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317.

332. 3 (088.8) (72) Автор изобретения

О, В, Галкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительным четырехплечим мостам с импульсным питанием, и может быть использовано при измерении приращений сопротивления тензорезисторных преобразователей или им подобных.

Известно устройст во, состоящее из мостовой цепи с чувствительными элементами, питающая диагональ мос товой цепи связана, с генератором биполярных импульсов, а в измерительную диагональ включен усилитель. К выходу усилителя подключен ключ управляемый импульсами от генератора и соединяющий выход усилителя с реактивной нагруэко1т — емкостью. Усиленные импульсы разбаланса через кратковременно открываемый ключ запоминаются на емкосж, таким образом выходное напри жение на емкости пропорционально значению приращения сопротивления чувствительного элемента, например тенэореэистора (l) .

Однако это устройство имеет узкий частотный диапазон и невысокую точность регистрации мгновенных значе ний приращений сопротивления из-за представлений непрерывного процесса изменения сопротивления дискретными значениями с последующей фиксацией на емкости каждого дискретного значения в течение периода следования . импульсов питания, Известно устройство, содержащее генератор импульсов связанный с питающей диагональю мостовой цепи, выполненной на чувствительных злемен ./ тах-тензореэисторах. В измерительную диагональ мостовой цепи. включен дифференциальнЫй усилитель, к выходу которого подключены своими входами два управляемых ключа детектора, которые нагружены на соответствующие емкости, К каждой емкости подключены входы дополнительного дифференциального усилителя, осуществляющего дополнительное усиление разности напряжений на емкостях 1

Известное устройство работает следующим образом.

:Усиленные,.импульсы разбалансу фиксируются во время импульса и паузы на соответствующих емкостях детекторов эа счет коммутации ключей детекторов под действием управляющих импульсов генератора. Разность этих напряжений усиливается дополнитель—

773510 ным усилителем и напряжение с выхода этого усилителя пропорционально измеряемому приращению„

В этом устройстве повышается точ ночть по сравнению с известными уст ройствами так. как дискретизация происходит дважды за период импульсов питания мостовой цепи и .вследствие этого несколько расширяется частотный диапазон.

Однако в силу конечной паузы между импульсами и конечной длительности нм- @ пульсов питания невозможно получить непрерывное восстановление процесса изменения приращений сопротивления

Цель изобретения — расширение час тотного диапазона и повышение точнос- 15 ти измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения приращения сопротивления, содержащем генератор импульсов, подключенный к питающей диагона р ли мостовой цепи, дифференциальный усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали мостовой цепи, а выход через первый управляемый ключ коммутатора подключен к.на.грузке, дополнительный усилитель, второй управляемый ключ коммутатора,yri àâäR» ющий вход которого подключен вместе с управляющим входом первого ключа к выходу генератора имчуЛьсов, вход дополнительного усилителя 36 подключен к выходу дифференциального усилителя, а его выход через.г второй управляемый ключ коммутатора к нагрузке, причем нагрузка выполнена в виде активного сопротивления,, а 35 генератор выполнен в виде генератора биполярных импульсов.

На черетеже приведена схема ус ройства. устройство состоит иэ генератора .. @

1 биполярных прямоугольных импульсов, мостовой цепи 2, дифференциального усилителя 3, дополнительного усилителя 4, коммутатора 5, содержащего два ключа с общим выходом, активной нагрузки б.

Генератор 1 питает мостовую цепь

2 биполярными импульсаьы

И» = E(1 — — ) при nT t. nT -

Т 1

И = -Е - " прь(nT+t< t. (п + 1) Т (И+) + (И > = Е, 5О где И„ и И» — амплитуды положительного и отрицательного импульсов

Е - полярная амплитуда импульса питания, которая,55 управляет коммутатором 5

Частота питания мостовой цепи 2 выбрана небольшой и находится в области низких частот спектра исследуемого процесса, а скважность импуль, 60 сов питания невысока, т.е. несколько ециниц. Выходное напряжение усилителя 3, состоящее из последовательнос" тей положительных и отрицательных

Импульсов, промодулировано по закону 65 изменения сопротивления мостовой це— пи 2.

Во всем интервале времени nT+(nT+<) первый ключ коммутатора 5 подключает активную нагрузку 6 K выходу усилителя 3 и таким образом усиленное напряжение прикладывают к нагрузке б °

Во всем интервале времени (nT + г ) + (n + 1)Т второй ключ коммутатора

5 подключает активную нагрузку б к выходу дополнительного усилителя 4.

При этом к нагрузке б прикладывает-, ся инвертированное выходное напряжение усилителя 4 т.е. дополнительно усиленное в раз выходное напряжение усилителя 3 со сменой знака.

На активной нагрузке 6 формируется постоянное напряжение, пропорцио нальное постоянному разбалансу мостовой цепи 2, и переменное, изменяющееся по закону изменения сопротивления измерительного преобразователя, При этом частота исследуемого процесса значительно превышает частоту питания, а точность измерения возрастает ввиду непрерывной передачи мгно-. венных значений усиленного напряжения на нагрузку, Наличие паразитных выбро— сов напряжения в измерительной диагонали мостовой цепи из-за реактивностей кабеля не вносит существенной погрешности из-эа того, что они имеют небольшую длительность и большой период повторения Т, следовательно их спектральные -составляющие малы.

Таким образом, за счет непрерыв ного приложения к нагрузке усиленного и дополнительно усиленного напряжения с инвертированием, а также за счет указанного выбора частоты питания в предложенном способе расширяется частотный диапазон измерения и увеличивается точность.

Формула иэобрететния

1. Устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее гене ратор .импульсов, годключенный к питающей диа-онали мостовой цепи, дифференциальнЫй усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали мостовой цепи, а.выход через . первый управляемый ключ коммутатора подключен. к нагрузке, дополнительный усилитель, второй управляемый ключ коммутатора, управляющий вход кото— рого подключен вместе с управляющим входом первого..ключа и выходу генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е " с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерения, вход дополнительно- . го усилителя подключен к выходу дифференциального усилителя, à его выход через второй управляемый ключ коммутатора к нагрузке

2. Устройство по п.1, о т л н ч а ющ е е с я тем, что нагрузка выполне773510

Составитель В,Дубков

Редактор М.Недолуженко Техред М.Петко

Корректор Л.Иван

Заказ 7493/56 Тираж 1019

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ..

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

Подпи сное

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4 на в виде активного сопротивления, а генератор выполнен в виде генератора биполярных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

l ° Хорн О, Тензометрические мосты, М., Госэнергоиздат, 1962, с. 213.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 634127 " ll ° 02 ° 77 °