Измерительный мост Советский патент 1983 года по МПК G01R17/10 G01B7/16 

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ мост

Изобрётение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано в измерительных мостах, предназначенных для электрических из мерений неэлектрических величин. По основному авт.св. № известно измерительное устройство, содержащее мост, одна из диагоналей которого подключена к дифференциальному усилителю, а другая - к генератору синусоидальных колебаний, после довательно соединенные активный полосовой фильтр, управляемый делитель напряжения, усилитель-повторитель, Оазочувствительный детектор, фильтр низких частот и регистрирующи прибор, причем вход активного полосового фильтра соединен с выходом ди ференциального усилителя, управляк}1чи вход фазочувствительного детектора подключен к выходу генератора, а управляющий вход делителя напряжения к блоку выделения управляющего сигна ла, вход которого соединен с выходом генератора tl Недостатком известного измеритель ного моста является сложность настрой ки его по ре-активной (при актизных сопротивлениях мостовой схемы) или по активной составляющим (при реактивных сопротивлениях мостовой схемы). Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в измерительный мост, содержащий мостовую схему, одна из диагоналей которой подключена к генератору синусоидальных колебаний, а другая - к дифференциальному усилителю, и пос- . ледовательно соединенные фазочувствительный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора, фильтр низких частот, регистрирующий прибор, блок выделения управляющего сигнала и последовательно соединенные активный полосовой фильтр, управляемый делитель напряжени-я и усилитель-повторитель, при . этом вход активного полосового филь ра подключен к выходу дифференциаль ного усилителя, а выход усилителя . повторителя - к входу фазоч вствительного детектора, вход блока выделения управляющего сигнала, выполненного в виде последовательно соединенных двухполупериодного детектора и стабилитронного ограничителя соединение выходом генератора синусоидальных колебаний, а вы;((од блока выделения управляющего сигнала подключен к управляющему входу делителя напряжения, введены блок задержки импульсов и последовательно соединенные электронный ключ, детектор абсолютного сигнала, усилитель с нелинейной характеристикой и индикатор причем сигнальный вход электронного ключа подключен к выходу активного полосового фильтра, а его управляющий вход подключен к выходу блока задержки импульсов, вход которого подключен к выходу блока выделения управляющего сигнала. На фиг. 1 представлена блок-схема измерительного моста; на фиг.2 диаграммы выходных напряжений в различных точках схемы. Измерительный мост содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, соединенный с одной из диагоналей моста 2, другая диагональ которого подключена к дифференциальному усилителю 3, к выходу которого подсоединены последовательно соединенные активный полосовой фильтр 4, управл емый делитель 5 напряжения, усилитель-повторитель 6, фазочувствитель ный детектор 7, фильтр 8 низких час тот и регистрирующий прибор 9. Управляющий вход делителя 5 напряжени подключен к блоку 10 выделения упра ляющего сигнала, вход которого соединен с выходом генератора 1. Управ ляющий вход фазочувствительного детектора 7 подключен к выходу генератора 1. К выходу активного полосового фильтра подключены последова тельно соединенные электронный ключ 11, детектор 12 абсолютного сигнала усилитель 13 с нелинейной характеристикой и индикатор 14. Управляющи вход электронного ключа 11 подсоеди нен к выходу блока 15 задержки импульсов, вход которого подключен к 254 ходу блока 10 выделения управляющего сигнала. Измерительный мост работает следую-щим образом (фиг.2/. Напряжение разбаланса моста 2 усиливается дифференциальным усилителем 3, который подавляет синфазные помевой фильтр (средняя частота пропускания фильтра равна частоте колебаний генератора ), который улучшает отношение сигнал/шум. Блок 10 выделения управляющего сигнала выдает импульсы, длительность которых равна ДТ, причем , где Т - период колебаний синусоидального напряжения генератора 1. Благодрая этому на дальнейшие каскады измерительного моста поступают импульсы напряжения полезного сигнала Е зтпиз-Ьдлительностью йТ, в то время как паразитный сигнал LCOSuit, возникающий из-за рекактивного разбаланса (при мостовой схеме из активных резисторов), эти промежутки времени практически равен нулю. Настройка измерительного моста (без элементов 11-15) при разбалансе по реактивной составляющей производится элементами балансировки по активной и реактивной составляющим моста 2 (не показаны ) путем последовательного приближения к тому, чтобы показания регистрирующего прибора 9 были бы равными нулю при небольших изменениях органов балансировки по реактивной составляющей. Этот процесс занимает много времени, так как приходится многократно пользоваться органами балансировки по активной и реактивной составляющим. Это обусловлено тем, что в схеме измерительного моста непосредственно величина реактивного разбаланса не изменяется. Для упрощения настройки измерительного моста в него введен дополнительный канал измерения реактивной составляющей, принцип работы которого аналогичен принципу работы основного канала измерения активного разбаланса, однако сам дополнительный канал собран по упрощенной схеме. Дополнительный канал работает следующим образом. Выходной импульсный сигнал блока 10 выделения управляющего сигнала поступает на вход блока 15 задержки импульсов, время задержки которого выбирается равным 1/А Т, где Т - период колебаний синусоидального напряжения генератора 1. Вследствие этого на вход детектора 12 сигнал поступает в промежутки времени ДТ, когда паразитный сигнал, возникающий из-за разбаланса по реактивной составляющей, Имеет максимальное значение. Сигнал с выхода детектора 12 поступает на усилитель с нелинейной характеристикой например логарифмической ), который позволяет устранить нелинейность индикатора lA, в качестве которого наиболее целесообразно использовать светодиод. В случае использования обычного стрелочного прибора применение усилителя с нелинейной характеристикой уменьшает динамический диапазон сигналов, поступающих на вход индикатора 1, благодаря чему нет необходимости в регулировке его чувствительности (несколько диапазонов). Усилитель 13 с нелинейной характеристикой и индикатор 1 выполняют функцию нуль-индикатора.

При использовании изобретения значительно упрощается настройка измерительного моста и сокращается время, затрачиваемое на настройку. Кроме того, индикатор I позволяет быстро обнаружить нарушение балансировки по реактивной составляющей в процессе длительной работы измерительного .моста.

Формула изобретения

Измерительный мост по авт.св. № , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок задержки импульсов и последовательно соединенные электронный ключ, детектор абсолютного сигнала, усилитель с нелинейной характеристикой и индикатор, причем сигнальный вход электронного ключа подключен к выходу активного полосовго фильтра а его управляющий вход подключен к выходу блока задержки импульсов, вход которого подключен к выходу блока выделения управляющего сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ca

Vr

n n n n

ffjSintt/t