Мостовой преобразователь сопротивления в напряжение Советский патент 1988 года по МПК G01R17/10 

о 5vuff

СА ;О

.(

эо

t ff

Изобретение относится к электрическому измерен по физических величин г|ри помощи резистивных мостовых схем f.е, при помощи датчиков, выполненны По мостовой схеме либо включенных в резистивную мостовуто схему.

Цель изобретения - увеличение подавления синфазных напряжений.

На чертеже представлена принци- пиальная электрическая схема предла- аемого устройства.

I Мостовой преобразователь сопротив пения в напряжение содержит резистив мост 1 , источник 2 питания, пер- |вый 3 и второй 4 дополнительные ре- ристоры, первый 5 и второй 6 опера- пионные усилители, транзисторный рптрон 7, усилительный каскад 8, ис- |точник 9 напряжения, резисторы 10 - |13, резистивный мост 1 вьтолнен на ;резисторах 14 - 17.

I Мостовой преобразователь сопротив- :ления в напряжение работает следующим образом.

На неинвертирзпощий вход первого операционного усилителя 5 поступает напряясение, равное сумме падений напряжений на резисторе 17, первом 3 и втором 4 дополнительных резисторах причем падения напряжения на резисторах 3 и 4 противоположны по знаку. При включении устройства первоначально падение напряжения на втором дополнительном резисторе 4 равно нулю, и таким образом, на неинвертирующем и инвертнрзлощем входах первого операционного усилителя 5 устанавливается .напряжение, равное сумме падений напряжений на резисторах 17 и 3. Вы- ходное напряжение первого операцион - ного усилителя 5 возрастает при от-f сутствии транзисторного оптрона 7 до величины, определяемой уравнение1У

и.- (и« и,) (,

о

UjT - падение напряжения на резисторе 1 7;

и падение напряжения на первом дополнительном резисто-50 ре 3;

R,, - сопротивление резистора И; сопротивление резистора 10,

to

диод транзисторного оптрона 7 протекает ток, фототранзистор и транзистор транзисторного оптрона 7 открыты и по цепи: источник 9 напряжения - транзистор усилительного каскада 8 - второй дополнительный резистор 4 протекает ток, создающий на резисторе 4 падение напряжения, примерно равное падению напряжения на резисторах 17 и 3. Выходное напряжение первого операционного усилителя 5 определяется при этом уравнением

и, (и„ - и,- и,)(К -|iM,

где и - падение напряжения на резисторе 4.

На неинвертирующем и инвертирующем входах первого операционного усилителя 5 устанавливается синфазное напряжение

,-,-,Гй77я„

.В

Т -к;Г7Ё7о

Следует отметить, что чем больше коэффициент усиления первого операционного усилителя 5 (К ), тем меньше синфазное напряжение возникает на его его входах. При равновесии резистин-; ного моста I падение напряжения на резисторе 15 ( ) равно падению нап- ряжения на резисторе 17 (U, ) и, таким образом, на неинвертирующем и инвертирующем входах второго операционного усилителя 6 -устанавливаются те же синфазные напряжения, что и на аналогичных входах первого операционного усилителя 5.- При разбалансе мостовой схемы {U, не равно U,7 ) выходное напряжение второго операционного усилителя 6 определяется уравнением

и (,-и,)( ) R

-(U,,U,-U,)( )-Ь-,

R,

R.

Параметры практической схемы устройства таковы, что R,(, R ,, , а

R,, R , следовательно

Изобретение относится к электрик ческому измерению физических величин при помощи резистивных мостовых схем. Цель изобретения - увеличение подавления синфазных напряжений. Устр-во содержит резистивный мост 1, выполненный на резисторах (Р) 14-17, источник 2 Литания, дополнительный F 3, операционные усилители 5 и 6, Р 10-13. Для достижения цели в устрво введена цепь следящей связи по синфазному напряжению, выполненная в,виде последовательно соединенных транзисторного оптрона 7, усилительного каскада 8, вьшолненного на транзисторе и источнике 9 питания. Введен также второй дополнительный Р 4. Чем больше коэф.усиления операционного усилителя 5, тем меньше синфазное напряжение возникает на его входах. При равновесии резистивного моста 1 падение напряжения на Р 15 равно паде нию напряжения на Р 17 и, т.обр. на входах операционного усилителя 6 устанавливаются те же синфазные нап- ряжения, что и на входах операционного усилителя 5f Устр-во не подвержено влиянию синфазных напряжен. - НИИ, поскольку они компенсируются падением напряжения на Р 4. Устр-во может работать и при синфазных нап- ряжениях, превьшающих напряжение питания. 1 ил. (Л с

При наличии транзисторного оптрона 7 выходное напряжение первого операционного усилителя 5 возрастает только до величины порядка 1,5 В, так как при Uo 1,5 В через светеS5

R«

«., -V( 4) - - (u,,- и,- U4)(u-b- ).

Или

и,

еь1х

(и,,-и„)().

Следовательно, предложенное уст- ройство усиливает дифференциальное напряжение (разность падений напряжений на резисторах 15 и 17) и не подвержено влиянию синфазных напряжений, поскольку они компенсируются падением напряжения на втором дополнительном резисторе 4. Устройство может работать и при синфазных напряжениях, превышающих напряжение питания.

Формула изобретения

Мостовой преобразователь сопротивления в напряжение, содержащий резис- тивный мост, к одной диагонали кото- -рого подключены неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соответственно, к другой диагонали подключена цепь из после- довательного соединенных источника

питания и первого дополнительного резистора, при этом выход первого операционного усилителя соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения подавления синфазных напряжений, введена цепь следящей связи по синфазному напряжению, выполненная в виде последовательно соединенных транзисторного оптрона, усилительного каскада, выполненного на транзисторе и источнике напряжения,при этом свето- диод--транзисторного оптрона подключен к выходу первого операционного усилителя, коллекторы фототранзистора транзисторного оптрона и транзистора усилительного каскада объединены и подключены к одной шине источника напряжения, другая шина которого соединена с точкой соединения первого дополнительного резистора и источника питания, а через введенный второй дополнительный резистор - с общей шиной.