Рассредоточенный мост Советский патент 1976 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах телеизмерения и контроля.

Известны телеизмерительные преобразователи сопротивлений во временной интервал выполненные по принципу RC -моста с одной рассредоточенной ветвью и содержащие резисторный датчик, соединенный через линию связи, зарядный конденсатор и ключ с источником питания, образцовый делитель, подключенный к выходу источника, и нульс ган, включенный между средней точкой делителя и выходом линии. К ним относигся, например, устройство для телеизмерения температуры С 1.

Недостатком таких преобразователей является низкая точность ввиду непосредственного влияния сопротивлений земляного я измерительного гуоводов на результат измерения, а также слабая помехоустойчивость к помехам, наводимым в линии связи.

Известны также телеизмерительные преэбразователи сопротивлений во временнсй интервал, вьшолненные по принципу В С -моста с двумя рассредоточенными ветвями, содержащие зар$здный конденсат и рези-стср делителя, соединенные одними выводами через ключ с источником постоянного напряжения, нуль-орган, один из входов которого соединен с другим выходом заряано го конденсатора и входом первого провода линии связи, а другой - со вторым выводом резистора депигеля, развязывающий диод, второй провод ливши связи, второй резистор делителя и резисторнь й датчик 21.

Недостатком таких устройств является низкая точность, так как сопротивления проводов линии связи оказывают большое влияние на результат измерения. Исключение сопротивления проводов пинии связи из результата измерения в таккх устройствах производится по образцовым отсчетам алгоритмическим путем, что усложняет дистанционную аппаратуру и требует наличия специального вычислителя в составе приемной части.

Кроме того, у известных устройств слабая помехозащищенность в случае, если помехи, наводимые в проводах литлти связи

отличаются амплитудой или фазой, а период их соизмерим со временем измерения.

Целью изобретения является повышение точности и помехозащищенности. Это достигается тем, что Б устройство, содержащее зарядный конденсатор и резистор делителя, соединенные одними выводами через ключ с источником постоянного напряжения, нуль-орган, один из входов которого соединен с другим выводом зарядного конденсатора и входом первого провода линии связи, а другой - со вторым выводом резистора делителя, развязываюший диод, второй провод линии связи, второй резистор делителя и резисторный датчик, вводят регулирующий элемент, например, транзистор, вход которого соединен с одним из вьтодов резисторного датчргка, при этом другой вьюод резисторного датчика через второй резистор делителя соединен с управляюш.им йходом регулирующего элемента, подключенным через второй провод пинии связи и раавязьгоающий диод на другой вход нуль-органа, а выход первого провода пинии связи соединен с выходом регулирующего элемент

Повышение точности и помехоустойчивости обуславливается тем, что результат измерения не зависит от омического сопротивления проводов линии связи и помех, наводимых в них.

На чертеже схематически изображено ;тредлагае 1ое устройство.

Мост состоит из зарядного конденсатора 1 и резистора 2 делителя, соединенных одними в ьт одами через ключ 3 с источником постоянного напряжения 4; нуль-органа 5, один из входов Которого соединен с другим вьюодом зарядного конденсатора и входом провода 6 линии связи, а другой со вто рым вьшодом резистора 2 делителя и через развязывающий диод 7 и провод 8 линии связи - с базой транзистора 9 и с одним из вьюодов резистора 10 делителя, другой вывод которого через резисторный датчик 1 подключен к эмиттеру транзистора, коллект которого соединен с выходом провода 6 линии связи.

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии ключ 3 открыт, конденсатор 1 разряжен. При замыкании ключа 3 на базе транзистора 9 устанавливается постоянное напряжение (прямым сопротивлением диода 7 пренебрегаем):

о-. 1

где Е напряжение источника питания 4, R,- сопротивление резистора 2, Гд - сопротивление провода 8 линии связи сопротивление резистора 10.

Напряжение на датчике 11 устанавливается равным как транзистор 9 и дат чик 11 являются эмиттерным повторителем, коллекторное питание которого подается от источника 4. Через датчик, провод 6 и зарядньш конденсатор начинает протекать ток, величина которого будет определяться сопротивлением датчика R : А

R

R

(R ч-р -fR )-R fl г /

Напряжение на конденсаторе 1 будет возрастать по следующему закону:

Е На.

u,

(К +г R )R 2)| 1 л 2 А

где С - величина емкости конденсатора, t - время.

Нуль-орган 5 срабатьшает в момент венства напряжений на конденсаторе 1 и резисторе 2:

± Е - г

Е- R, С

(H,-n.R)R R. +Г

R

откуда

«г t At

Таким образом , интервал времени с момента замыкания ключа цо срабатьшаш;з нуль-органа npsnvio пропорционален сопротивлению датчика и не зависит от сопротивления проводов линии связи.

Помехи, наводимые в проводе 6 линии связи, не влиягот на результат измерения, т.к. величина тока в этом гфоводе стабилиагфуется параметром датчика.

Лабораторные испытания макета устройства показали, что влияние сопротивленигк проводов линии связи на результат измере ния незначт ельно и позволяет снизить погрешность измерения, вносимую проводами, более, чем на порядок.

Формула изобретения

Рассредоточенный мост, содержащий зарядный конденсатор и резистор делителя,

соединенные одними выводами через ключ с источником постоянного напряжения, нуль-орган, один из входов которого соединен с другим выводом зарядного конденсатора и входом первого привода .тинии связи, а другой - со вторым вьЕодом резистора делителя; развязьгоающий диод, второй провод линии связи, второй резистс делителя и резисторный датчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности, он

снабжен регупкрующкм элементом, наприме транзистором, вход которого соединен с одним из вьшодов резисторного датчика, при этом другой вьтод резисторного датчика через второй резистор делителя соединен с управляющим входом регулирующего элемента, подключенным через второй провод линии связи и развязьюающий диод на другой вход нуль-органа, а выход первого провода линии связи соединен с ввыходом регулирующего элемента.

Источники информации,принятые во внимание при экспертизе:

1. Устройство для телеизмерения температуры авт.св. 327456 кл. С,05с123/24 СССР от 11,08.70 г,

2, Многоканальное устройство для измерения сопротивлений авт.св. 474766, кл G 01 R 27/00 СССР от 16,04.73 г.