Способ измерения активного сопротивления с помощью неуравновешенного моста Советский патент 1988 года по МПК G01R17/10 

OQ

:

сл

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к способам измерений с помощью неуравновешенных мостов.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения погрешности от ненулевого значения внутреннего сопротивления источника питания измерительной цепи

На фиг. 1 изображена измерительная цепь, поясняющая способ; на фиг. 2 и 3 - эквивалентные схемы измерительной цепи до и после взаимной коммутации исследуемого и об- разцового резисторов.

Процесс измерения осуществляется неуравновешенным мостом, первая ветв которого составлена из последовательно соединенных исследуемого ре- зистора 1 ((5 переключателя 2 и образцового резистора 3, общая вершина соединения одного из зажимов переключателя 2 и резистора 3 (Ко) подключена к зажиму вольтметра -4, а вторая ветвь составлена из последовательно соединенных образцового резистора 5 (J ( ), переключателя 6 и резистора 7 (R 2 общая вершина соединения зажимов переключателя 6 и ре зистора 7 подключена к второму зажиму вольметра А, в диагональ питания моста включены последовательно соединенные амперметр 8 и источник 9 питания.

На фиг. 2 и 3 приняты следующие обозначения: внутреннее сопротивление 10 (К) вольтметра 4, внутреннее сопротивление 11 (Кд) амперметра 8 и внутреннее сопротивление () источника 9 питания.

(1

I,(R,RY+R )+1гНу-1зК,0 ,

I,Rv + Ii(Rv+Ro+Ri)+I}R2 0

-I,R,+I.,, (R, )Е

где Е - напряжение источника 9 питания.

Во втором такте измерения контакты переключателей находятся в положении .II и измеряют напряжение в измерительной диагонали и ток 1,0 в диагонали питания.

Согласно эквивалентной схеме на фиг. 3 система уравнений для контуров будет иметь вид

I,jRx+Rv+R, ),0 IioRv + I oCRv+Ro+R ) -I.oR. + .o +R +RA+IV )Е.

1,0- контурные токи в из- меритеЛьной цепи после коммутации исследуемого и образцового резисторов.

Возьмем отношения напряжений небалансов к токам fe диагонали питания в первом и втором тактах измерения

Hsi. R Rv(RiRo-RxRz)

i

.(2)

где I,

Т- I S; S;+R:ITR; S; H;-):E

iiR 3)

Ucodo -о - (RjRo-R tRa ) RvI/

„- -R -. ........„..j i4 )

Из (з) и (4) выражения для Ry будут

иметь вид

R Rv,(Ro+Ri)(Hx+Ri)(О

у- тн7й;гк7к-1 к;тн; ; ;+ )

R R4R.+R,)(Ro+Ri). (ft)

v- TR7R RXiiR;jH;+E7+R; R-ai

Изобретение относится к :элект- роиэмерительной технике. Способ измерения активного сопротивления с помощью неуравновешенного моста реализован в устройстве, содержащем иссле- дуе1« 1й резистор (р) 1, переключатели 2и 6, образцовые Р 3 и 5, вольтметр 4, Р 7, амперметр.8 и источник 9 питания. Измеряют напряжения измерительной диагонали неуравновешенного моста до и после взаимной коммутации исследуемого и образцового Р и U. соответственно, измеряют величину тока питания неуравновешенного моста до и после коммутации образцового и исследуемого Р I, и 1 соответственно , определяют величину сопротивления исследуемого Р1 RX по формуле RX- R, (H,,;R2 )/ (.Rj ); VVi,; R.,d./iK,o. де RO - .сопротивление образцового Р 3; Rj и R, - сопротивленияР7 и образцового Р 5 соответственно. Способ имеет повышенную точность измерения. 3ил. (Л

.В первом такте измерения контакты переключателей 2 и 6 находятся в положении I - измеряют напряжение в измерительной диагонали ток Ij в диагонали питания измерительной цепи. Как видно из эквивалентной схемы на фиг, 2, измерительная цепь содержит три независимых контура. Выберем произвольно положительные на- правления обхода-контуров и будем считать эти направления также поло- жительньми направлениями контурных токов I,, 1г, Ij, где I,, 1,,, 1з контурные токи в измерительной цепи до коммутации исследуемого и обраЗ дового резисторов.

Составим систему линейных уравнений для каждого из контуров:

5

5

(7)

приравняем уравнения (5) и (б) и разрешим относительно Ry:

R -R RwRi f RKLRo

,.:

где R, Нс4 , R ,

0-3 -30

Результат измерения по R не зависит от RY, Rд, R и нестабильности напряжения питания.

На основе способа могут быть разработаны высокоточные измерительные устройства для CHCTeVj контроля и измерения различных физических величин с помощью параметрических датчиков сопротивления.

Формула и-эобретения

Способ измерения активного сопротивления с помощью неуравновешенного моста, заключающийся в том, что измеряют напряжения измерительной диагонали неуравновешенного моста до и после взаимной коммутации исследуемого и образцового резисторов, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения измеряют величину тока питания неуравновешенного моста до и после коммутации образцового и исследуемого резисторов, а величину сопротивления R исследуемого резистора определяют по формуле

Т5 -п RKiRo :i 2

R;-H7R;; R;

I С t

Фиг. 2

где R,

f

0

5

0

cJ.Jc

R. R,, Rj . .

г 1,0

величины напряжений в измерительной диагонали моста до и после коммутации резисторов соответственно;

величины токов в диагонали питания моста до и после коммутации резисторов соответственно;

сопротивление резистора, расположенного в ветви моста, содержащей исследуемый резистор RX; . сопротивления резисторов, расположенных в плечах, противоположных плечам с исследуемым Ry и Образцова RO резисторами соответственно.

фуг.З