Устройство измерения относительного изменения сопротивления Советский патент 1977 года по МПК G01R17/10 

Изобретение огносится к электроизмери тельной гехнихе, может пр{гменяться в устройствах контроля и разбраковки резкс торов. Известно устройство измерения, содержащее мостовую измерительную цепь, усилитель с трансформатором на выходе. Вход усилителя подсоединен к измерительной диагонали мостовой схемы, выход - к пер ьичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого через конденсатор, терморезистор и резистор подключена к диаго нали питания мостовой цепи ij. Недостатком известного устройства ЯБ ляется большая нелин ейность функции преобразования. Наиболее близко к предлагаемому уст. ройство для измерения сопротивления элеютродов, содержащее неуравновешенный четырехплечий измерительный резистивный мост резистивный датчик, включенный в одно из плеч моста, и узел управляемого источника питания, выход которого соединен с диагональю питания моста, а вход - с выходом блока управления, входящего в узел управляемого исгошика питания 2. Недостатком назестного устройства н&ляется зависимость фунющи преобразоваHiis и ч тзствитель1г:.хгн от сопротивления датчзгка и сопротиЕления в цепы обратной св51зи усипнтелгг, что приводит .к нелиней ной характеристи.ке i фу;1кш1и цреобр443овл. ния во всем диапазоне измеряемого параметра. Цель изобретения обеспечение постоянной чувствигельносгн измерения относительного изменения сопротивления - достигается тем, чго в ус-гройство измерения относительного изл/енення сопротивления содержащее четьфе:-:плеч 1й р 5зистнвный мост, источник его гшганпя, в; :люченш: й в диагональ питания, к усплгггель сигнала раэбалакса, включен-мй в измерительную диагональ моста и имекиаа) дополниг льный вход для управления коэкфидлес-г ч усиления, введен инвертирующий уснпигепь, вход которого подключен к одной из вершин диагонали питания со cTopoifb згалонного pe., а выход - к дополнительному входу цля v/,.:.-4-f ления кoэффициeнтo усиления усилителя сигнала разбаланса. На чертеже представпене функциональная схема устройства. Устройство содержит четырехплечий мос в который к резисторам 1 и. 2 и эгалонному резистору 3 подключают измеряемый резистор 4, источник 5 питания моста, уси литель 6 сигнала разбаланса и инвертирующий усилитель 7, Устройство работает следующим образом При равенстве сопротивлений резисторов 1 и 2, а также резисторов 3 и 4 сигнал на входе усилителя 6 равен нулю, При этом на инвертирующий усилитель 7, предназначенный для управления коэффициентом усиления усилителя 6, подается напряжение с эталонного резистора 3, при указанном выше условии равное половине напряжения источника 5 питания моста, С изменением сопротивления измеряемого резистора 4 изменяется напряжение на эталонном резисторе 3, а следовательно и на выходе инвертирующего усилителя 7, что приводит к изменению коэффициента усиления усилителя 6. Для получения линейной зависимости между выходным напря жением устройства и относительным изменением сопротивления резистора 4 коэффициент усиления усилителя 6 должет изменяться строго определенным образом, В соответствии с теорией неуравновешенных мостов выходное напряжение в измерительной диагонали моста ( ), яв ляющееся входным напряжением усилителя 6, связано с относительным изменением сопротивления измеряемого резистора ( 1 ) следующим соотношением М-0 5 |ТЖ где напряжение источника питания моста. Напряжение на эталонном резисторе М 3 Itf-R Если выходное напряжение инвертирующего усилителя 7 ( VyI обратно пропорционально его входному напряжению У,,т,е V7 , где К - постоянный коэффициент (з), а коэффициент усиления усишичэ.чя 6 линейно зависит от управляклиего напряже ния , T.e.K -Xyjj -V, К,, - постоянный коэффициент (4), и V-n i -Ksj-V fs), можно подставив ( З) в (4} и далее в (s) .и пр няв во внимание (l) и (2), получить фун цию преобргдзования 11} едлагаемого устрой ства вых (6) а чувствительность преобразования S 05 NJ °пр п Таким образом, функция преобразования редлагаемого устройства измерения отноительного изменения сопротивления линейна, а чувствительность преобразования-постоянна независимо от-диапазона относительного изменения сопротивления резистора и его абсолютной величины. Практическая реализация устройства показала, что функция преобразования его линейна, вплоть до значений К 1100% и более при постоянной чувствительности в диагазоне сопротивлений измеряемых резисторов от единиц Ом до нескольких мегОм, Использование данного устройства в системах управления и выгодно отличает его от прототипа, так как позволяет получить постоянную чувствительность независимо от сопротивления датчика. Особенно эффективно применение устройства при построении процентных омметров, так как позволяет исключить уравновешивание и в несколы KO раз расширить диапазон измерения существующих процентных омметров. Формула изобретения Устройство измерения относительного изменения сопротив,аения, содержащее четы- рехплечий резистивный мост, его питания, включенный в диагональ питания, и усилитель сигнала разбаланса, включенный в измерительную диагональ моста и имеющий дополнительный вход для управления коэффициентом усиления, отличающееся тем, что, с целью обеспечения постоянной чувствительности измерения относительного изменения сопротивления независимо от его исходной величины, в него введен инвертирующий усилитель, вход которого подключен к одной из вершин диагонали питания со стороны эталонного резистора, а выход к дополнительному входу для управления коэффициентом усиления усилителя сигнала разбаланса. Источники информации, гфинятые во внимание при экспертизе: 1,Авторское свидительство СССР №394684, G 01 И 9/04, 09,07.69. 2,Гайтон, Повышение линейности резис- тивного моста посредством обратной связи, журнал Электроника, 1972, № 22, с, 65,