Устройство для измерения разности сопротивлений Советский патент 1990 года по МПК G01R17/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности сопротивлений, в частности в термометрии и тензометрии.

Цель изобретения - повышение точности измерения разности сопротивлений за счет исключения влияния сопротивлений линий связи, .

На чертеже представлена структур- ная электрическая схема устройства.

Устройство содержит два измерительных резистора 1 и 2, своими выводами 3, 4 и 5, 6 включенные 4-провод ной линией связи в схему устройства, стабилизатор 7 тока, два операционны усилителя 8 и 9 и масштабный усилитель 10.

Резистор 1 выводом 3 соединен с одним вькодом стабилизатора 7 тока и входом масштабного усилителя 10, а выводом 4 подключен к выходу и инвертирующему входу операционного усилителя 8, неинвертирующий вход кото- рого подключен к общей шине. Резисто

2выводом 6 подсоединен к другому выходу стабилизатора 7 тока и выходной клемме устройства, а вьгеодом 5 подключен к выходу и инвертирующему входу операционного у силителя 9, вхо которого соединяется с выходом масштабирующего усилителя 10.

Устройство работает следующим образом,

Ток стабилизатора 7 протекая по обр,им измерительным резисторам 1 и 2, создает на них падения напряжения

U,IoR, и 1 где R и Rg - сопротивления резисторов 1 и 2.

Усилитель 8 с большим козффициен- том усиления поддерживает потенциал вьшода 4, равным потенциалу общей ши ны, вследствие чего потенциал вывода

3резистора 1 относительно общей шин и потенциал на выходе усилителя 10 равен и и не зависит от сопротивлений линий связи резистора 1.

Выходное напряжение усилителя 10 равно

и V ,(2)

где , Кщ - соответственно выходное напряжение и коэффициент передачи усилителя 10.

Усилитель 9 аналогично усилителю 8 поддерживает на выводе 5 резистора 2 потенциал, равный потенциалу неин

вертирующего входа усилителя 9, т.е.

и оВыходное напряжение устройства

Ueb,, (RZ-Vi) (3) пропорционально разности сопротивлений 1 и 2 и не зависит от сопротивления линий связи.

Обозначив

,1-,) и R.KR(1-e, )(И- ,

()

где Rg - начальное сопротивление ре эистора 2; К - коэффициент разнономинальности резисторов 1 и 2; { г относительные изменения сопротивлений резисторов, вызванные измеряемыми физическими параметрами; - относительное отклонение начальных сопротивлений 1 и 2, получим

RO Ь Uf,) (Н о) Сбалансировав выходной сигнал устройства при отсутствии входньгх измеряемых величин (f, 2 0) , путем изменения коэффициента передачи из выражения (5) найдем

« Г(1Г$-Г

(6)

Тогда с учетом (6) выходное напряжение устройства (5) определяется только измеряемыми входными параметрами

Uew,IaRo(Z -е) (7) и не зависит от разброса номинальных значений резисторов и сопротивлений линий связи.

При этом чувствительность предлагаемого устройства в два раза выше, что в свою очередь позволяет соответственно повысить точность измерения разности сопротивлений.

Применение устройства для измерения разности сопротивлений позволяет исключить влияние сопротивлений линий связи при разнесении измерительных резисторов на 200-250 м, просто и эффективно балансировать устройство путем изменения коэффициента передачи масштабного усилителя, повысить в два раза чувствительность и точность измерения разности сопротивлений.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения разности сопротивлений, содержащее перi и второе четырехзажимное приспо- 5ление для подключения иэмеритель- о резистора, причем первый зажим )вого четырехзажимного приспособле- соединен с первым выходом стаби- jaTopa тока, второй - с входом :штабного усилителя, выход которого ;динен с неинвертирующим входом jfioro операционного усилителя,

со

и

жи

гдинены соответственно с первым зторым зажимами второго четырехза- «ного приспособления, о т л и ч а-

ю ч е е с я тем, что, с цепью цовы- tS

шя точности измерения, в него зден второй, с подключенным к

ше

вв

шине неинвертирукящм входом,

опфационный усилитель, выход и ин

вертирующий вход которого соединены соответственно с третьим и четвертым зажимами первого четырехзажимного , приспособления, при этом третий зажим второго четьфехзажимного приспособления соединен с вторым выводом стабилизатора тока, а четвертый - с первой выходной клеммой устройства, вторая выходная клемма которого соединена с общей шиной.

2, Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что масштабный усилитель выполнен по схеме неинвертирующего усилителя с коэффициентом передачи, определяемым отношением начальных значений сопротивлений измерительных резисторов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности сопротивлений, в частности, в тензометрии и термометрии. Целью изобретения является повышение точности измерения разности сопротивлений за счет исключения влияния сопротивлений линий связи. Устройство содержит резисторы 1 и 2, включенные в схему 4-проводной линией связи, стабилизатор 7 тока, подключенный с одной стороны к выходной клемме устройства и выводу 6 резистора 2, с другой стороны - к выводу 3 резистора 1 и входу масштабного усилителя 10, выход которого через операционный усилитель 9 подсоединен к выводу 5 резистора 2. Вывод 4 резистора 1 подсоединен к инвертирующему входу: и выходу операционного усилителя 8, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине. Устройство позволяет исключить влияние сопротивлений линий связи при разнесении измерительных резисторов на 200...250 м, изменять коэффициент передачи масштабного усилителя, учитывающий начальные значения сопротивления резисторов, повысить чувствительность и точность измерения разности сопротивлений резисторов в два раза. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.