Предлагае1мое балансное токовое устройство предназначается для измерения сопротивления и других электрических величин, а также температуры (косвенным путем ) и относится к известному типу устройств того же назначения, состоящих из питаемого переменным током моста активных сопротивлений, в одно из плеч которого включается измеряемое сопротивление, в другое - термосопротивление, подогреваемое нагревателем, включенным в цепь выхода моста через силитель и осуществляющим отрицательную обратную связь, обеспечивающую автоматическое самобалансирование моста.
Особенностью предлагаемого устройства является включение усилителя, выпрямителя, нагревателя термосопротивления и измерительного прибора в общую последовательную цепь измерения, подключенную к выходу моста.
Этим обеспечивается упрощения схемы токового балансного устройства, достигаемое использованием одного общего выпрямителя в измерительной цепи и в цепи обратной связи, и возможность применения в диагонали моста измерительного прибора пониженной чувствительности.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, представляющего собой мост из активных сопротивлений R, RI, Кз, R4- Сопротивление Ri представляет собой чувствительный элемент подогревного термосопротивления, в качестве которого использована тонкая проволока из материала с большим температурным коэффициентом сопротивления, подогреваемая током, протекающим по другому проводнику с большим удельным сопротивлением - нагревателю г„.
В случае измерения сопротивления мост питается от вспомогательного источника переменного тока (напряжения) промышленной или высокой частоты. Величины сопротивлений Rs и следует установить таким образом, чтобы падение напряжения на измеряемом сопротивлении Rz было заведомо больше падения напряжения на сопротивлении сравнения. Возникающее в диагонали моста напряжение разбаланса подает№ 116949- 2 -
ся на вход усилителя У переменного тока. Напряжение, снимаемое с выхода усилителя У детектируется. Для выделения постоянной составляющей в .пульсирующем токе, полученном на выходе выпрямителя В, и для предохранения системы от автоколебаний служат конденсатор С и индуктивность L. Постоянная слагающая выпрямленного тока протекает по цепи измерения через измерительный прибор И и нагреватель г термосопротивления - чувствительного элемента Ri.
В результате подогрева чувствительного элемента его сопротивление увеличивается до тех пор, пока падение напряжения на измеряемом сопротивлении 2 не будет в основном скомпенсировано падением напряжения на чувствительном элементе. Величина разности этих напряжений может быть сделана достаточно малой путем увеличения коэффициента усиления усилителя У.
Величина вспомогательного тока, питающего мост, не вызывает значительного дополнительного пагрева чувствительного элемента, поскольку в этом случае возрастает его сопротивление и для равновесия моста требуется другое значение линейного тока.
При равновесии моста каждому значению измеряемой величины отвечает определепное значение тока в цепи измерения.
При использовании предлагаемого устройства для измерения температуры достаточно в одно из плеч моста (АВ или СД) включить термометр сопротивления, либо, если речь идет об измерении низких темоеоатур, использовать в качестве термометра сопротивления непосредственно чувствительный элемент - термосопротивление R, поместив в остальные плечи моста известные линейные сопротивления. В результате, величина линейного тока будет служить мерой измеряемой температуры.
Для измерения величины переменного тока (напряжения) промышленной или высокой частоты в плечо АВ вместо неизвестного линейного сопротивления Rz следует включить нелинейное термосопротивление (например, лампу накаливания). Если нелинейное сопротивление имеет отрицательный температурный коэффициент (например, термистор), то его следует поместить в смежное плечо.
В результате, ток в цепи измерения будет зависеть от величины нелинейного сопротивления, т. е. от величины переменного тока, питающего мост. Как известно, измерение мощности при помощи болометров (термосопротивления с косвенным подогревом) основано на изменении сопротивления чувствительных элементов болометров в результате воздействия тока, протекающего по их подогревателям. Выходным параметром болометрического преобразователя мощности, пропорциональным величине измеряемой мощности, является разность сопротивлений чувствительных элементов двух болометров.
Если чувствительный элемент одного болометра поместить в плечо ВС, то балансное телеизмерительное устройство будет реагировать на разность сопротивлений этих элементов, т. е. на величину изл1еряемой мощности.
Сопротивление Кг, включенное в плечо АВ последовательно с одним из указанных чувствительных элементов, служит в данном случае для регулирования начального значения линейного тока, т. е. для установки желаемого значения тока в цепи при величине измеряемой мощности, равной нулю (при условии, что сопротивления обоих чувствительных элементов равны).
Следует отметить, что при измерении сопротивления тока (напряжения) и мощности переменного тока для компенсации влияния окружающей температуры сопротивлепие RZ или должно быть выполнено из материала, имеющего такой же температурпый коэффициент сопротивления, как и (Сопротивление Ri
