Способ построения инвариантной измерительной цепи и инвариантный измерительный мост Нестерова В.Н. Советский патент 1993 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для создания измерительных устройств, инвариантных к аддитивным и мультипликативным влияющим факторам.

Целью изобретения является повышение точности преобразования информативного входного сигнала за счет обеспечения инвариантности к мультипликативным влияющим факторам .и линейности функции преобразования. .. ;

Суть способа заключается в том, что включают первичные преобразователи или дифференциальный первичный преобразователь в дифференциальную и суммирующую преобразующие цепи, измеряют величины сигналов на выходах названных преобразующих цепей и их отношение используют в качестве выходной величины.

На чертеже изображена схема инвариантного измерительного моста.

Мост содержит пять преобразователей 1-5, два из которых 1 и 2 являются плечами дифференциального датчика или датчиками, включенными дифференциально, а три других 3,4 и 5, с постоянными параметрами, идентичны и включены по схеме звезда. В диагональ питания моста, симметричную относительно преобразователей 3 и 4, последовательно включены источник питания 6 и преобразователь 5, а в измерительную диагональ моста и параллельно преобразователю 5 включены, соответственно, первый и второй измерители 7 и 8 напряжения, выходы которых соединены со входами блока 9 деления.

Способ реализуется следующим образом.. ,

При дифференциальном изменении параметров первичных преобразователей 1 и 2 напряжение на входе измерителя 7 напряжения пропорционально разности токов, протекающих через них, и определяется выражением:

иц-1«

0

5

0

2Z

(Z0+2 (Е-2:- о) (E-Z -IQ) )-Az . tz0+z) + AzJ

io)Az

(2,+z)2-Az2J

,()

л.

где Z0 - начальное значение параметров преобразователей 1 и 2;

Z - номинальное значение параметров преобразователей 3, 4и 5;

Е - напряжение источника б питания;

lo - ток, протекающий через преобразователь 5;

AZ- информативные изменения пара метров преобразователей 1 и 2.

Напряжение на входе измерителя 8 напряжения пропорционально сумме токов, протекающих через первичные преобразователи 1 и 2, и определяется выражением:

U2-

(R-z

1о)

т i

(E-Z-IQ)

(2)

(Zo-f-z)-Az (Zo+zj+Sz1 z (Zo+z)z(E-Z-lo)

(z0+z)2-Az2 После пропорционального преобразования в измерителях .7 и 8 напряжения сиг- налы, определяемые выражениями (1) и (2), поступают на входы устройства 9 деления, на выходе которого получают сигнал, определяемый выражением:

Ui AZ U2-(Zo+Z) w Таким образом, функция преобр-эзова ния инвариантного измерительного мостя построенного в соответствии с данным способом, не зависит от мультипликативных влияющих факторов, в том числе и неста бильности параметров источника питания, w является линейной.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении. Сущность изобретения: способ заключается в том, что включают первичные преобразователи или дифференциальный первичный преобразователь в дифференциальную преобразующую цепь, измеряют величину сигнала, пропорционального разности сигналов в ее плечах, включают те же первичные преобразователи или дифференциальный первичный преобразователь в суммирующую преобразующую цепь, измеряют величину сигнала, пропорционального указанной сумме, и делят на последнюю величину сигнала, пропорционального разности сигналов в дифференциальной преобразующей цепи. Инвариантный измерительный мост содержит пять преобразователей 1-5, два из которых 1 и 2 являются плечами дифференциального датчика или датчиками, включенными дифференциально, а три других 3-5, с постоянными параметрами, идентичны и включены по схеме звезда. В диагональ питания моста, симметричную относительно преобразователей 3 и 4, последовательно включены источник питания 6 и преобразователь 5, а в измерительную диагональ и параллельно преобразователю 5 включены, соответственно, первый и второй измерители 7 и 8 напряжения, выходы которых соединены со входами блока 9 деления. В результате выполнения операции деления получается следующий выходной сигнал измерительного моста: Ui/Ua AZ/(Z0 + Z), где Д2 - информативные изменения параметров первичных преобразователей 1 и 2; Z0 - начальное значение параметров первичных преобразователей 1 и 2; Z - номинальное значение параметров преобразователей 3-5; Ui - напряжение на входе первого измерителя 7 напряжения; U2 напряжение на входе второго измерителя 8 напряжения. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. (Л С х| ю ел XI СП

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я 1, Способ построения инвариантной измерительной цепи, заключающийся в том, что включают первичные преобразователи или дифференциальный первичный преобразователь в дифференциальную преобразующую цепь и измеряют величину сигнала, пропорционального разности сигналов в ее плечах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в суммирующую преобразующую цепь включают первичные измерительные преобразователи или дифференциальный первичный преобразователь, измеряют величину сигнала, пропорционального указанной сумме, и делят

на последнюю величину сигнала, пропорционального разности сигналов в дифференциальной преобразующей цепи,

уже имеющимся и соединенный одним вы-источника питания и вторым входом второго

водом с второй вершиной диагонали питанияизмерителя напряжения, выходы первого и

и первым входом второго измерителя напря-второго измерителей напряжения соединежения, а другим выводом - с вторым выводомны с входами блока деления.