ЦИФРОВОЙ МОСТ Советский патент 1969 года по МПК G01R13/02 G01R17/10 

Изобретение относится к области электронных измерительных устройств и служит для измерения деформаций с помощью тензометрических датчиков или для измерения температур с помощью датчиков термосопротивлеиня.

К измерительным устройствам, предназначе1шым для использования в современных информационно-измерительных системах, предъявляются высокие требования по точности, быстродействию и надежности.

Одним из иаиболее перспективных путей повышения быстродействия измерительных систем, предназначенных для измерения деформаций, является создание цифровых МОСТОР

Известны цифровые мосты, содержащие мостовую измерительную цепь с одним активным датчико.м Rg, магазин проводимостей, составленный из сопротивлений R, , ключи, состоящие из транзисторов TI, TZ и , Tzni нуль-орган НО, выходной трансформатор Тр и устройство уиравления.

Недостатком указанных устройств является значительная погрешность, вносимая транзисторными ключами в закрытом иоложеиии. Иапример, при сопротивлении тензодатчика Rg 120 ом и при объеме шкалы в 1000 единиц сопротивление младшего разряда магазина проводимостей х- 2,5 мгом. Сопротивление же транзисторных ключей в закрытом положенпи составляет 2-8 мгом и, таким образом, при 10 разрядах погрешность, обусловленная проводи.мостью транзисторных ключей

в закрытом положении, может составить 10 единиц дискретности.

Цель предлагае.мого изобретения - повысить точность цифрового моста за счет уменьшения погрешности, обусловленной ироводимостью транзисторных ключей в закрытом положении.

Для этого мост снабжен дополнительным транзисторо.м обратной полярности но отношению к транзисторам иереключающего устройства. Коллектор и база доиолнительного транзистора подключены к одноименным выводам транзисторов переключающего устройства, а эмиттер соединен со средней точкой трансформатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого цифрового моста.

Устройство содерлсит одинарный измерительный мост с одним активным датчиком Rg

и тремя пассивными плечами Ri, R.2 и Rs, измерительная диагональ которого подсоединена к выходному трансформатору Тр, а вторая диагональ - к источнику питания 6-. Нараллельно плечу R2 подсоединен магаз ш проводинены последовательно с ключами, составленными из транзисторов 7, Т, Tyn+i T n-i, Tzn , T-in- -n, цепи управления которых соединены с устройством управления УУ, связанного с НО, выход которого подсоединен ко вторичной обмотке выходного трансформатора.

Устройство работает следующим образом.

При разбалансе моста, вызванном измерением -сопротивления датчика, на вход НО поступает выходной сигнал. Через устройство управления открывается ключ, состоящий из транзисторов TI, Га и 72л-ь т. е. включается первый разряд. В зависимости от знака (фазы) выходного напряжения этот разряд или остается включенным, или снимается. Затем включается второй разряд и т. д. Таким образом, по окончании процесса квантования на регистрах устройства управления установится код, соответствующий измеряемому сигналу.

Рассмотрим подробнее работу транзисторных ключей. В открытом положении тран.зистор Гая + ь И1меющий обратную по отношению к 7i, T-i проводимость, закрыт, а транзисторы Г и Тч открыты.

В этом положении характеристики ключевого устройства аналогичны характеристикам переключателя на двух транзисторах.

В закрытом иоложении закрыты тра} зисгоры TI и Го, а транзистор Ta/j- i открыт. В этом случае соиротивление плеча моста Ri щунтируется цепью: обмотка 1Тр, открытый траншстор Г2«ч1И закрытый транзистор Одновременно сопротивление R щунтируется цепью; обмотка 2Тр, открытый ключ и закрытый транзистор ГзВследствие того, что дина.мическим сопротивлением закрытого транзистора Т щунтируются одновременно два смежных плеча моста и ., влияние ключей в закрытом положении уменьщается примерно на два порядка по сравнению с ключевыми устройствами на двух транзисторах.

Предмет изобретения

Цифровой мост, содержащий мостовую измерительную цепь с магазином проводимостей, транзисторные переключающие устройства, -выходной трансформатор, нуль-орган и устройство управления, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, он снабжен дополнительным транзистором обратной полярности по отношению к транзистора-м переключающего устройства, причем коллектор и база дополнительного транзистора подключены к одноименным выводам транзисторов переключающего устройства, а эммитер соединен со средней точкой трансформатора.