Уравновешенный измерительный мост постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может найти применение в автономных измерительных мостах постоянного тока для измерения сопротивлений в широком диапазоне величин.

Известен уравновешенный измерительный мост постоянного тока, содержащий мостовую схему, источник питания и стрелочный индикатор 1..

Однако это устройство имеет низкую чувствительность и надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уравновешенный измерительный мост постоянного тока, содержащий мостовую схему управления источник питания, усилитель постоянного тока и нуль-орган, состоящий из двух транзисторов и двух светоизлучающих диодов 2.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность, так как чувствительность устройства зависит как от коэффициента передачи усилителя постоянного тока, так и от зоны нечувствительности нульоргана, ширина которой определяется суммой напряжений смещения между выводами базы и эмиттера транзисторов, достаточных для создания токов излучения светоизлучающих диодов в коллекторных цепях этих транзисторов. Для каждого транзистора напряжение смещения превышает по величине напряжение нелинейного начального участка на входной характеристике, достигая 0,7-1,0 В для кремниевых транзисторов, в зависимости от разброса параметров транзисторов и светоизлучающих диодов.

Повысить чувствительность устройства можно увеличением коэффициента передачи усилителя постоянного тока, однако это ограничено возрастанием влияния напряжения смещения нуля и дрейфа выходного напряжения усилителя постоянного тока.

Целью изобретения является повышение чувствительности уравновещенного Измерительного моста.

Поставленная цель достигается тем, что уравновешенный измерительный мост постоянного тока, содержащий мостовую схему, источник питания, включенный в одну из диагоналей мостовой схемы, усилитель постоянного тока, один из входов которого соединен с одной из вершин второй диагонали мостовой схемы, вторая вершина которой соединена с общей шиной, и нуль-орган, выполненный на двух транзистбрах и двух светоизлучающих диодах, каждый из которых соединен анодом с соответствующим источником питания, вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, снабжен делителем напряжения и генератором пилообразного напряжения, выход которого соединен со вторым входом усилителя постоянного тока через делитель напряжения.

Кроме того, в нуль-орган введены три резистора, дополнительный транзистор, эмиттерныи повторитель и дополнительный светоизлучающий диод, причем выводы базаэмиттер дополнительного транзистора подключены к эмиттерам основных транзисторов, соединенных с общей шиной через первый и второй резисторы, вход эмиттерного повторителя подключен к коллектору дополнительного транзистора, соединенному с шиной источника питания через третий резистор, дополнительный светоизлучающий диод включен между выходом эмиттерного повторителя и общей шиной.

На фиг. 1 приведена электрическая схема уравновешенного измерительного моста постоянного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие процесс уравновешивания измерительного моста.

Уравновешенный измерительный мост постоянного тока содержит мостовую схему 1, в одну из диагоналей которой включен источник 2 питания. Со второй диагонали мостовой схемы снимается напряжение разбаланса на один из входов усилителя 3 постоянного тока, на второй вход которого подается пилообразное напряжение генератора 4 через делитель 5 напряжения на резисторах. Вход нуль-органа 6 подключен к выходу усилителя 3 постоянного тока. Нульорган содержит основные транзисторы 7 и 8, в коллекторные цепи которых включены основные светоизлучающие диоды 9 и 10. Источник питания образован элементами 11 и 12. Эмиттеры основных транзисторов 7 и 8 соединены с общей шиной через первый и второй резисторы 13 и 14. Выводы база-эмиттер дополнительного транзистора 15 подключены к эмиттерам основных транзисторов 7 и 8, а коллектор транзистора 15 соединен с шиной источника питания через третий резистор 16. Вход эмиттерного повторителя 17 подключен к коллектору дополнительного транзистора 15, а дополнительный светоизлучающий диод 18 между выходом 0 эмиттерного повторителя 17 и общей шиной.

На временных диаграммах обозначены: Up - зона нечувствительности нуль-органа 6; Ua - выходное напряжение усилителя постоянного тока при напряжении разбаланса положительной полярности; U - выходное напряжение усилителя постоянного тока при уравновешенном состоянии моста; УС - выходное напряжение усилителя постоянного тока при напряжении разбаланса отрицательной полярности.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение усилителя 3 постоянного тока определяется суммой постоянной составляющей разбаланса мостовой схемы 1 управления и переменной составляющей генератора 4 пилообразного напряжения. Величину переменной составляющей устанавливают изменением коэффициента передачи делителя 5 напряжения ориентировочно

1. УРАВНОВЕШЕННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий мостовую схему, источник питания, включенный в одну из диагоналей мостовой схемы, усилитель постоянного тока, один из входов которого соединен с одной вершиной второй диагонали мостовой схемы, вторая вершина которой соединена с общей шиной, и нуль-орган, выполненный на двух транзисторах и двух светоизлучающих диодах, каждый И5 которых соединен анодом с соответствующим источником питания, вход которого подключен к выходу усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен делителем напряжения и генератором пилообразного напряжения, выход которого соединен со вторым входом усилителя постоянного тока через делитель напряжения. 2. Мост по п. 1, отличающийся тем, что в нуль-орган введены три резистора, дополнительный транзистор, эмиттерный повторитель и дополнительный светоизлучающий диод,, причем выводы база-эмиттер дополнительного транзистора подключены к эмиттерам основных транзисторов, соединенных с оЬщей шиной через первый и второй резисторы, вход эмиттерного повторителя подключен к коллектору дополнительного транзистора, соединенному с шиной источника питания через третий резистор, дополнительный светоизлучающий диод включен между выходом эмиттерного повторителя и общей шиной. 00 ел