Стабилизатор напряжения Советский патент 1976 года по МПК G05F1/46 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении аналоговых и цифровых электроизмерительных приборов и средств их метрологической поверки.

Известен стабилизатор напряжения, содержаш,ий управляемый источник тока, уравновешенный мост с терморезисторамн, подогреваемыми образцовым источником тепла (например, радиоактивным) и резистивным нагревателем, подключенным к источнику тока последовательно с образцовым резистором, на котором выделяется стабильное выходное напряжение, и нуль-орган, управляющий источником тока.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор напряжения, содержащий управляемый генератор тока, в выходную цепь которого последовательно включен образцовый терморезистор, а управляющий вход соединен с выходом нуль-органа. Вход последнего подключен к одной из диагоналей уравновешенного моста с терморезисторами. Стабильность выходного напряжения в таком стабилизаторе оиределяется стабильностью образцового источника тепла, что вынуждает использовать весьма громоздкие и дорогостоящие радиактивные источники тепла, требующие надежной термоизоляции от окружающей среды и радиационной защиты.

Цель изобретения - повышение точности прп снижении требований к элементам - достигается тем, что по крайней мере одно из плеч моста выполнено с терморезистором, чувствительным к выделяемой в нем мощности, а последовательная цепь из образцового терморезистора и управляемого генератора тока подключена к другой диагонали моста.

На чертеже показана принципиальная схема описываемого стабилизатора напрял ення.

Стабилизатор содержит управляемый генератор тока 1, в выходную цепь которого последовательно включен образцовый терморезпстор 2; уравновешенный мост 3, собранный па резисторе 4, терморезисторе 5 и резисторах 6, 7; нуль-орган S, вход которого подключен к одной из диагоналей уравновешенного моста.

Условие равновесия моста

,/.-.(1)

где , Rs, RU, Ri - соиротивлепие резисторов 4-7.

Сопротивление 5 зависит от выделяемой в терморезисторе 5 мощности и окружающей температуры. Так как сопротивления Ri Re и R термонезависимы, то равенство (1) выполняется при условии

/, / + . ( - Т,} + Ра - Л) const, (2)

где о;-5 - тегушературиый коэффициент сопротивления тсрморезистора 5, То и Т - расчетное и действительное значения окружаюи ей темиературы, ps - чувствительность сопроТ1 влеиия терморезистора 5 к измеиеиию лши ности, выделяемой в нем, РО, Р - расчетное и действительное значения мощности, выделяемой в тер.морезисторе 5.

Из выражения (2) при величиие г терморсзастора 5, соответствующей равновесию схемы, следует

5(Р-Я„)-а,()

ИЛИ(3)

Р,г(Р-/)-а,(Г-Г„),

где /о, / - расчетное и действительное значения тока, иротекающего через терморезистор 5.

Следовательно, ири иостоянстве окружающей темиературы (Т - TO 0) равновесие моста возможно при / /о, т. е. ири стабильном токе /1 генератора 1. При изменении тока /1 равновесне моста нарушается, ноэтому на выходе нуль-органа 8 появляется сигнал, который с помощью генератора 1 восстанавливает прежнее значение тока /i.

Если окружающая темиература изм;еняется, то равновесие моста 3 возможно при другом зпачении тока / /о и, следовательно, тока /1. Стабильность выходного нап)яжения const получена за счет того, что образцовый терморезистор 2 выполнен температурно завнсимым. Для определения его температуратурного коэффициента сопротивлення нринимают / - /о пз уравнения (3) получают

р,г (MY + 2/о4/ - а, (Т - т,}; (4)

1. + У (Т-Т,. (5)

Д/:

Ирн равенстве сопротивлений плеч моста стабильность выходиого папряжеппя возможна при условии

вь,х 2(/о + А/).г,.1+а,(Г-Г„)соп51; (6)

2r,/o+Vs() + A/ +

+ Д/а,(Г-Г„) соп81,(7)

где Г2 - сопротивление образцового терморезистора 2 при температуре Го, ос2 - темнературпЕзп коэффициент сопротивления резистора 2. Условие (7) может быть реализовапо при

+ 7., (Г - Г„) - /,а, (Г - Т,- (8)

(Т- TO)

Д/(9) I -,-.,(7--Го)

Из равенства правых частей уравнений (5) и (9) иолучают необходимый температурный коэффпцпент сопротпвления выходного образцового терморезистора 2

-У

-(Г-7-0)

- (10)

/

(Т-Т,} у il-(,)

Стабильность выходного напряжения t sbix зависит от стабильности тока /ь сопротивления образцового терморезистора 2 и температурных коэффициентов сопротивления оа и 05.

Дальнейшее схемное усовершенствование следует нз равенства (I) п состоит в том, что при двух противоположных плечах (например, 5 и 6) моста с терморезисторами, зависимыми от выделяемой в них мощности, увеличивается чувствительность мостовой схемы.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н п я

Стабилизатор напряжения, содержащий управляемый геператор тока, в выходную цепь которого последовательно включен образцовый терморезистор, а уиравляющий вход соеднпен с выходом нуль-органа, вход которого подключен к одпой из диагоналей уравновешенного моста с терморезисторами, о т л и ч аюп1;ийся тем, что, с целью повышения точпостн при снижеппи требований к элементам,

по крайпей мере одно из плеч моста выполпепо с терморезистором, чувствительным к выделяемой в нем мощности, а последовательная цепь из образцового терморезистора и управляемого генератора тока подключена к

другой диагонали моста.

0