Измеритель относительного изменения сопротивления Советский патент 1987 года по МПК G01R17/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при определении физико-механических свойств и прогнозировании

Устройство работает следующим образом.

Проходящий от источника 1 переменного тока через исследуемый образец

работоспособности металлов и сплавов, выходом масштабного преобразователя 14. испытывающих действие физических полей и (или) контролируемых сред.

Цель изобретения - расширение диапазона номинальных значений сопротивлений исследуемого образца в сторону О 2 и вход масштабного преобразователя малых значений и повышение чувстви- 3 тока одинаковьй и нормированный по тельности путем исключения набора об- плотности ток Ig вызывает на потен- разцовых мер сопротивления.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. 5

Измеритель относительного изменения сопротивления содержит.источник 1 переменного тока и последовательно соединенные с его выходом исследуемый

циальных зажимах 16 и 17 образца 2 и выходах 18 и 19 преобразователя 3 соответствукнцие падения напряжения:

и-17; (1)

(2)

Одна часть напряжения Ufg.,j , снимаемая с резистора 7 (o-is постуUf6-t7 вК

t8- 9 - бХ

образец 2 и масштабный преобразова- 20пает через преобразователь 8 на пертель 3 тока, выход которого подключенвый вход компаратора 10 (.g)

к диагонали моста, состоящего из пере-и служит для установки предела измеменного резистора 4, реохорда 5 и об-рения относительного изменения сопразующих делитель напряжения резисто- ротивления и сравнения с поступающим

ров 6 и 7. Два масштабных преобразо- на второй его вход напряжением U т х вателя 8 и 9 напряжения, входы которых соответственно соединены с потенциальными выводами резистора 7 и исX .7 Д k,n,m - коэффициенты передачи масштабных преобразователей 3, 8, 9 соответственно;

RU-,, сопротивление нагрузки

следуемого образца 2, а выходы - с

входами компаратора 10, предназначены- преобразователя 3.

для установки предела измерения отно- На время подачи импульса Л, , высительного изменения сопротивления и, зывающего замыкание ключа 11, выход

соответственно, автоматического урав- .компаратора 10 соединяется с управляновешивания напряжения на втором вхо- ющим входом преобразователя 9 и измеде компаратора 10 и запоминания коэф- 35 няет коэффициент его передачи m так.

фициента передачи m в момент срабатывания ключа 11, принимаемого за начало исследовани-я. Ключ 11 включен между выходом компаратора 10 и управляющим входом масштабного преобразо- вателя 9.

и,л.,

1

20-19 -ti-l ) 1+А

(А)

45

где . .JO/и jjj.g - фиксированное отношение падений напряжений на резисторах 6 и 7 соответственно.

Подставляя (1,2,4) в (3) получим значение начального сопротивления ис- 0 следуемого образца 2

Усилитель 12 вместе с подключенным к его выходу двигателем 13 предназначен для компенсации пропорциональной выбранному пределу измерения разности напряжений, появляющейся на его входах, соединенных с выходом масштабного преобразователя. 9, вторым входом компаратора 10 и движком реохорда 5 при относительном изменении сопротивления исследуемого образца 2. Третий масштабный преобразователь 14 напряжения масштабно связан с преобразова- Из (5) следует, что результат из- телем 8, включен между выходом масш- 55 мерения R в пределах работоспособно- табного преобразователя 9 и вторыми сти преобразователя 3 не зависит от входами компаратора 10 и усилителя изменения протекающего через образец 12 и предназначен для удержания ра- 2 нормированного тока, а введение в венства напряжений на входах компара- измеритель масштабных преобразовате n-k-R-tj-15° т(Т+АГ

(5)

тора 10 при изменении установки предела измерения относительного изменения сопротивления. Выводы ключа 15 соединены соответственно с входом и

Устройство работает следующим образом.

Проходящий от источника 1 переменного тока через исследуемый образец

выходом масштабного преобразователя 14.

2 и вход масштабного преобразователя 3 тока одинаковьй и нормированный по плотности ток Ig вызывает на потен-

2 и вход масштабного преобразователя 3 тока одинаковьй и нормированный по плотности ток Ig вызывает на потен-

циальных зажимах 16 и 17 образца 2 и выходах 18 и 19 преобразователя 3 соответствукнцие падения напряжения:

и-17; (1)

(2)

Одна часть напряжения Ufg.,j , снимаемая с резистора 7 (o-is постуUf6-t7 вК

t8- 9 - бХ

пает через преобразователь 8 на перна второй его вход напряжением U т х

X .7 Д k,n,m - коэффициенты передачи масштабных преобразователей 3, 8, 9 соответственно;

RU-,, сопротивление нагрузки

образователя 3.

что напряжения на обоих входах компаратора 10 становятся равными

n-U2o-,5

17

(3)

Снимаемая с резистора 7 часть напряжения может быть представлена в виде

и,л.,

1

20-19 -ti-l ) 1+А

(А)

ледует, что результат из- в пределах работоспособно- зователя 3 не зависит от ротекающего через образец нного тока, а введение в масштабных преобразовате

где . .JO/и jjj.g - фиксированное отношение падений напряжений на резисторах 6 и 7 соответственно.

Подставляя (1,2,4) в (3) получим значение начального сопротивления ис- следуемого образца 2

Из (5) следует, что результат из- мерения R в пределах работоспособно- сти преобразователя 3 не зависит от изменения протекающего через образец 2 нормированного тока, а введение в измеритель масштабных преобразовате следует, что результат из- в пределах работоспособно- разователя 3 не зависит от протекающего через образец ванного тока, а введение в ь масштабных преобразовате n-k-R-tj-15° т(Т+АГ

(5)

лей 8и9 компаратора 10 и ключа 11 позволяет уменьшить нижний порог начального сопротивления образца 2 в

С ).«KC

п

раз,

С момента окончания действия импульса JT , принимаемого за начало исследования образца 2, ключ 11 размыкается и установленное к этому вре-4л мени значение коэффициента передачи m преобразователя 9 фиксируется и запоминается.

предел измерения относительного изменения сопротивления, значение которого определяется уставкой коэффициента передачи п масштабного преобразователя 8 и изменяется в пределах

Bil2.

lAiiu Tl ui.u

(13)

Такое решение позволило исключить

Включение между выходом преобразователя 9 и вторыми входами компарато- ра 10 и усилителя 12 преобразователя

применение набора образцовых мер 1, коэффициент передачи которого так рртивления и обусловленную их неста- « масштабно связан с пре- бильностью погрешность измерения, что образователем 8, позволяет удержать привело к увеличению точности и функ- начальное значение диапазона измере- циональной гибкости измерителя.

Другая часть напряжения .j , па-20 дающая на реохорде 5 с помощью резистора 4, предварительно устанавливается так, чтобы

ния при любой уставке его конечного, значения.

Таким образом, предлагаемый измеритель точнее, имеет значительно большие функциональные возможности, на несколько порядков больший диапазон измерения и на несколько порядков I меньший нижний порог начального сопротивления исследуемого образца. Применение его в научных исследованиях в 3-3,5 раза повышает производительность и улучшает условия труда.

U20-ig-U2i-ig-U2.2i (7) где Ujfl.g - падение напряжения на

резисторе 6; и HUj-,- падение напряжения на

части реохорда 5.

, Начиная с момента фиксации га изменение падения напряжения на исследуемом образце, вызванное изменением его сопротивления, компенсируется реохордом 5

ли -17 1 и о.2}, (8) где 20-23 напряжение выхода измерительной диагонали моста. Выразив напряжение через ток и сопротивление

А Р UA Too - -ex

4R.-m, (9)

найдем

AR t5jL- 15 A .Р If-t md+A) 100

и измеренное значение относительного изменения сопротивления исследуемого образца 2

dRl4-17 А Р

R.

п 100

AR(( Р

R,

100

где Р - перемещение делений движка реохорда 5 от точки 21 по шкале, разбитой на t100 делении;

5

4лпредел измерения относительного изменения сопротивления, значение которого определяется уставкой коэффициента передачи п масштабного преобразователя 8 и изменяется в пределах

Bil2.

lAiiu Tl ui.u

(13)

1, коэффициент передачи которого так та- « масштабно связан с пре- что образователем 8, позволяет удержать нк- начальное значение диапазона измере-

па-20 зисает30

7) на

на

неемомхор(8) 35 риа. про40

9)

10)

45

го го

50

11) 12)

о е55

ния при любой уставке его конечного, значения.

Таким образом, предлагаемый измеритель точнее, имеет значительно большие функциональные возможности, на несколько порядков больший диапазон измерения и на несколько порядков I меньший нижний порог начального сопротивления исследуемого образца. Применение его в научных исследованиях в 3-3,5 раза повышает производительность и улучшает условия труда.

Формула изобретения

Измеритель относительного изменения сопротивления, содержащий последовательно соединенные источник переменного тока, зажимы для подключения исследуемого образца и масштабный преобразователь тока, первый выход которого соединен с первым входом резис- торного делителя, состоящего из двух резисторов, а второй выход - с вторым входом резисторного делителя и с первым выводом реохорда, вывод движка которого соединен с первым входом усилителя, выход которого соединен с управляющим входом двигателя, ось которого кинематически соединена с движком реохорда, отличающий- с я тем, что, с целью расширения диапазона номинальных значений сопротивления исследуемого образца в сторону малых значений и повышения чувствительности за счет исключения набора образцовых мер сопротивления, в него введены переменный резистор, три масштабных преобразователя, компаратор и два ключа, при этом первый вывод первого ключа соединен с вторым

5. 13073536

входом усилителя, с первым входом ком-образователя, второй вход которого

паратора и первым выходом первогосоединен с первым выходом масштабного

масштабного преобразователя, вход ко-преобразователя тока и с первым вывоторого соединен с вторым выводом пер-дом переменного резистора, второй вывого ключа и с выходом второго масш- вод которого соединен с вторым вывотабного преобразователя, первый входдом реохорда, выход третьего масштабкоторого соединен с первым зажимом,ного преобразователя соединен с вторым

а второй - с вторым зажимом для под-входом компаратора, выход которого

ключения исследуемого образца, выходчерез второй ключ соединен с управлярезисторного делителя соединен с пер-JOющим входом второго масштабного превым входом третьего масштабного пре-образователя.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при определении физикомеханических свойств прогнозирования работоспособности металлов и сплавов, испытьшающих действие физических полей и/или контролируемых сред. Цель изобретения - расширение диапазона номинальных значений сопротивлений исследуемого образца в сторону малых значений и повышение чувствительности - достигается за счет исключения набора образцовых мер сопротивления. Для этогб в устройство дополнительно введены масштабные преобразователи 8, 9 и 14 напряжения, переменньй резистор 4, компаратор 10 и ключи 11 и 15. Кроме того, устройство содержит ис- точник 1 переменного тока, исследуемый образец 2, масштабный преобразователь 3 тока, реохорд 5, резисторы 6 и 7, образующие делитель напряжения , усилитель 12, двигатель 13. 1 ил. (Л с со о оэ сд сю