Мостовой преобразователь

 

В ° В. Шевчук

{ 72) Автор изобретения (7I) Заявитель (54) МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к тензометрии.

Известны мостовые преобразователи, состоящие из четырех резисторов и источника питания. Резисторы образуют

S мостовую схему, содержащую два полумоста. В одну диагональ моста включен источник питания, другая является выходом (1 ).

Недостаток их в том, что мостовые преобразователи имеют низкую чувствительность и точность.

Наиболее близким к предлагаемому

15 является мостовой преобразователь, содержащий два полумоста и источник питания, включенный между средними выводами полумостов. Одноименные крайние выводы полумостов объедине(2 ).

Недостатком таких преобразователей также является низкая чувствительность и точность преобразований.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности, Поставленная цель достигается тем, что в мостовой преобразователь, содержащий два полумоста и источник питания, включенный между средними выводами полумостов введены два источника компенсирующего напряжения, каждый из которых включен между крайними выводами полумостов, третьи выводы источника компенсирующего напряжения соединены со средним выводом вторичного полумоста, каждый источник компенсирующего напряжения выполнен на усилителе напряжения, общие выводы и неинверсные входы которых соединены с первыми выводами источников компенсирующего напряжения, а выход — со вторым выводом, причем инверсные вхо-, ды этих усилителей соединены с третьими выводами соответствующих источников компенсирующего напряжения, источник питания выполнен в виде источника опорного напряжения с подсоединенными

0 — Ь

Е

ЗМХ4 и 1

U + Д

E эых й

Отсюда видно, что

45 и выходное напряжение не имеет синфазной составляющей. Аналогично если активными полумостами являются оба полумоста и 2, то

Е.U = 4 — д.

Вык R

3 8599 к его выводам двумя усилителями, включенными по схеме повторителя напряжения.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства.

Предлагаемый мостовой преобразователь содержит два полумоста и 2, источник 3 питания и два источника 4 и 5 компенсирующего напряжения. Источник 3 питания включен между средними 10 .выводами полумостов 1 и 2. КаждЬ!й источник 4 и 5 компенсирующего найряжения включен между крайними выводайи полумостов 1 и 2. Источник 4, например представляет собой усилителЬ 6 15 напряжения, общий вывод и неинверсный вход которого подсоединен к крайнему выводу полумоста 1, выход — к одноименному крайнему выводу полумоста 2, а инверсный вход — к среднему выводу 20 последнего, а источник 5 представляет собой усилитель 7 напряжения. Источник 3, например содержит два усили4 теля 8 и 9 напряжения и источник 10 опорного напряжения. Каждый усилитель 25

8 и 9 включен по схеме повторителя на пряжения, охватывающего отрицательной обратной связью выходной соединительный провод и подключен выходом к среднему выводу одного из полумостов 1, 30

Источник 10 включен между :..неинверсными входами усилителей 8 и 9. Каждый усилитель имеет свой изолированный источник питания, Устройство работает следующим об- 55 разом. о Источник 3 создает нулевой потенциал на среднем выводе полумоста u потенциал Е источника 10 опорного напряжения на среднем выводе полумоста 40

2. Усилители 8 и 9, включенные по схеме повторителя напряжения, при соединении их инверсных входов непосредственно к средним выводам полумостов 1 и 2 обеспечивают потенциалы 0 и Е на этих выводах вне зависимости от сопротивлений соединительных проводов.

Компенсирующие напряжения источников

4 и 5 создаются усилителями 6 и 7, которые уравнивают потенциалы крайних выводов полумоста 1 с потенциалом среднего вывода полумоста 2. Подсоединение их йеинверсных входов непосредственно к крайним выводам полумоста 1 и инверсных — к среднему выводу полумоста 2 позволяет уравнять указанные потенциалы вне зависимости от сопротивлений соединительных проводов. Следовательно потенциалы среднего вывода полумоста 2 и крайних выводов полумоста 1 соответствуют потенциалу Е источника 10. В схеме имеются два независимых (верхний и нижний) контупрОтекания тОкОВ (1! и ) ° кОтО рые текут от источника 3 в средний вывод полумоста 2, через его резисторы, источники 4 и 5, резисторы полумоста 1 и по его среднему выводу втекают обратно в источник 3. Пусть полумост 1 является образцовым с резисторами 11 и 12 (Й}, а полумост 2 — активным с резисторами !3 и 14 (R + д) и (R- д) . Токи верхней и нижней половин схемы преобразователя равны так как потенциалы крайних выводов полумоста J равны Е, а среднего — О, вне зависимости от.полумоста 2. Зти же токи протекают и по резисторам полумоста 2 и, поскольку его средний вывод находится под потейциалом Е, имеем напряжения на выходах верхней и нижней половин схем соответственно а с учетом выражения для токов

U = U — U = 2 — д

ВЫХ ВЬ!Х Z ВЫХОД R

В устройстве сравнительно просто

I осуществляется устранение влияния сопротивлений соединительных проводов, если им нельзя пренебречь, например когда полумосты 1 и 2 и .:источник 3 питания разнесены друг от друга на значительном расстоянии. В тензомет5 85993 рии например сами полумосты могут быть удалены от измерительной аппаратуры на расстоянии до 100-250 м. Последовательно с соединительными проводами могут быть включены коммутирующие эле- менты для автоматического подключения полумостов. Любой из полумостов может содержать в себе элементы баланса мостового преобразователя. Источник 3 питания может быть как источником на- Î пряжения так и источником тока, Предлагаемый мостовой преобразователь позволяет повысить чувствительность преобразования в 2 раза и повысить его точность, 1S

4 ь рующего напряжения соединены со средним выводом второго полумоста.

2. Мостовой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что каждый источник компенсирующего напряже" ния выполнен на усилителе напряжения, общие выводы и . неинверсные входы которых соединены с первыми выводами источников, компенсирующего напряжения, а выход — со вторым выводом, причем инверсные входы этих усилителей соединены с третьими выходами соответствующих источников компенсирующего напряжения.

3. Мостовой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что ис.точник питания выполнен в виде источ- ника опорного напряжения с подсоеди ненными к его выводам двумя усилителями, включенными по схеме повторителя напряжения °

Формула изобретения

Мостовой преобразователь, содер-20 жащий два полумоста, и источник питания, включенный между средними выводами полумостов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в него вве- дены два источника компенсирующего напряжения, каждый из которйх включен между крайними выводами полумостов, третьи выводы источников компенсиИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 420868, кл. G 01 В 7/18, 1972.

2 ° Хорна О. "Тензометрические:.мосты". N-Ë., Госэнергоиздат, 1962, с. 34 (прототип).

BHHHHH Заказ 7539/67 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4