Линейный преобразователь активного сопротивления в постоянное напряжение Советский патент 1975 года по МПК G01R27/02 

1

Преобразователь относится к области электроизмерительной техники и может быть использован, например, в автоматизированных системах контроля и измерения параметров электрических цепей.

Известен преобразователь, содержащий измеряемое и эталонное сопротивления, источник напряжения, регулирующий усилитель в цепи питания измеряемого и эталонного сопротивлений, измерительный усилитель, подключенный параллельно измеряемому сопротивлению и связанный цепью обратной связи с регулирующим усилителем.

Погрешность преобразования в таком преобразователе обусловлена низкочастотным дрейфом уровней напряжения усилителей постоянного тока и источника питающего напряжения.

Цель изобретения - уменьшение погрешностей преобразования.

Это достигается тем, что в предлагаемом линейном преобразователе первая и вторая ветви моста, содержащие соответственно измерительный и дополнительный стабилизаторы тока, подключены к общему для обоих стабилизаторов источнику опорного напряжения.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема линейного преобразователя; на фиг. 2 показана зависимость напряжения

At/ в измерительной днагонали моста от величины отклонения измеряемого сопротивления от некоторого номинального значения (кривая а - для известной мостовой схемы, кривая б - для предлагаемого преобразователя).

Преобразователь содержит источник постоянного напряжения U питания, измерительный и дополнительный стабилизаторы 1 и 2 тока, каждый из которых состоит из регулирующего 3 и усилительного 4 транзисторов с нагрузкой в виде резистора 5 в цепи коллектора. Стабилитрон 6 предназначен для получения опорного напряжения Uo, необходимого для нормальной работы стабилизаторов тока. Резистор 7 служит для задания рабочей точки стабилитрона 6. Резисторы 8 определяют величину тока стабилизации стабилизаторов. В измерительную диагональ моста, содержащего сопротивления 9, 10, 11 и измеряемое сопротивление 12 (Rx) включен измеритель 13 напряжения, например вольтметр.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении источника питания и подключения измеряемого сопротивления в цепи: минус источник питания, измеряемое сопротивление, коллектор - эмиттер транзистора 3, резистор 8, плюс источника питания протекает ток i, величина которого выражением

t/o + i/бэ

i

8

где (Убэ - напряжение база - эмиттер транзистора 3;

Ra - величина сопротивления резистора 8.

Если сопротивления обоих резисторв 8 равны, то и в ветви моста, где включены резисторы 9, 11, протекает такой же ток. Резистор 9 является эталонным, величина его сопротивления 9 может быть выбрана равной номинальному значению iR , тогда при условии , вольтметр 13 показывает нулевое значение напряжения (). При этом отклонения напряжения I/ от номинального значения и дрейф напряжения VQ опорного источника вызывают одинаковые приращения тока в измерительной (Rx, Rio) и компенсирующей (9, ), ветвях моста. Так как эталонное и измеряемое сопротивления включены в параллельных ветвях, то приращения токов вызывают одинаковые приращения напряжения на этих резисторах, а выходное напряжение А К не изменяется.

При отклонении измеряемого сопротивления RX, например, в больщую сторону от номинального значения увеличивается падение напряжения на нем, на такую же величину уменьщается падение напряжения на переходе коллектор - эмиттер регулирующего транзистора 3, а ток t в цепи Rx остается постоянным. Поскольку потенциал точки А относительно - V при этом не меняется, то , где ARx - отклонение Rx от номинала. Режим транзистора 3 стабилизатора 1 тока должен быть выбран таким, чтобы напряжение коллектора - эмиттер транзистора 3 при номинальном значении Rx превышало (А- Лакс где Д Умакс - м аксимальное значение напряжения в измерительной диагонали ыакс - максимальное отклонение величины RX от номинального значения.

При отклонении измеряемого сопротивления в меньшую сторону от номинального значения напряжение AV имеет обратную полярность. Во всем диапазоне измерения величиНЫ RX от до (ц+()макс СОхраняется линейная зависимость выходного напряжения преобразователя V от величины измеряемого сопротивления (фиг. 2,6). Резисторы 10, И позволяют выбрать в конкретном случае режим схемы преобразователя, их сопротивления могут быть равными нулю, и принцип работы преобразователя при этом не меняется.

Таким образом, существенным отличием линейного преобразователя активного сопротивления в постоянное напряжение от известного преобразователя является подключение измерительной и компенсирующей ветвей к стабилизаторам тока, которые имеют общий источник 6 опорного напряжения Ко. Это обеспечивает уменьшение погрешности преобразования, обусловленной нестабильностями напряжения V источника питания, опорного напряжения Vo и других элементов преобразователя. Особенно это преимущество преобразователя проявляется в окрестности (практически отсутствует нулевой дрейф).

Предмет изобретения

Линейный преобразователь активного сопротивления в постоянное напряжение, содержащий измеряемое и эталонное сопротивления, общая точка которых соединена с одной из шин источника постоянного напряжения, стабилизаторы тока, соединенные последовательно с сопротивлениями, измеритель напряжения и источник опорного напряжения, подключенный к сопротивлениям, отличающийся тем, что, с целью уменьщения погрешности преобразования, стабилизаторы тока соединены с другой шиной источника постоянного напряжения через общий источник опорного напряжения.