Устройство для измерения при-РАщЕНий СОпРОТиВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение ОТНОСИТСЯ к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения приращений сопротивления различных резистивных датчиков, например тензорезисторов.

Известно устройство для измерения приращений сопротивления, в котором применяется мостовая цепь, питаемая импульсами напряжения 1.

Однако для устройства характерно сильное влияние емкостной составляющей кабеля на точность измерения и быстродействие. При изменении параметров кабеля, например, за счет длины, изменяется длительность перехсф ного процесса. Это приводит к тому, что выходное напряжение мостовой установки, зависящее от измеряемого приращения и напряжения переходного процесса, изменяется, создавая погрешность измерения, для уменьшения которой выходное напряжение усилителя фиксируют на емкости синхродетектора через время, значительно большее длительности переходного процесса, -что снижает быстродействие измерения 2 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

устройство, состоящее из генератора импульсов, один выход которого связан с мостовой цепью, в которую включен измеряемый резистор. Усиленный сигнал разбаланса поступает на два синхродетектора, где фиксируется в различные моменты времени под действием импульсов с выходов генератора импульсов 3.

0

Однако из-за фиксации в синхродетекторах импульсов разной полярности выходное напряжение в устройстве формируется как разность выходных напряжений детекторов и поэтому также подвержено влиянию изменений емкости кабеля. При увеличении его емкости напряжения, соответствующие моментам фиксации напряжений импульса и паузы, изменяются, так как из0меняются значения напряжений переходных процессов в эти моменты, что вызывает погрешность измерения. Для уменьшения зтого влияния фиксируют напряжения после окончания переход5ных процессов, что резко снижает быстродействие измерения.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения. Указанная цель достигается тем,

0 что устройство для измерения приращений сопротивления, содержащее гене ратор импульсов, первый выход которо го соединен с диагональю питания мостовой измерительной цепи, в одно КЗ плеч которой включен измерительный резистор, усилитель разбаланса, включенный в измерительную диагональ мостовой измерительной цепи, два ключа синхродетекторов, через которые конденсаторы синхродетекторов соединены с выходом усилителя разбаланса, причем вход управления первого ключа первого синхродетектора соединен со вторым выходом генератора импульсов, снабжено блоком сравнения и генератором линейно-изменяющегося напряжения, вход которог соединен с первым выходом генератогра импульсов, а выход - с одним из входов блока сравнения, другой вход блока сравнения соединен с выходом первого ключа первого синхродетектора, причем выход блока сравнения сое динен с управляющим входом второго ключа второго синхродетектора. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 временная диаграмма. Предлагаемое устройство состоит из генератора 1 импульсов, мостовой цепи 2 с измеряемым резистором 3, усилителя 4 разбаланса, генератора 5 линейно-изменяющегося напряжения, первого ключа б и второго ключа 7 синхродетектора, конденсаторов 8 и 9 синхродетекторов и блока сравнени Генератор 1 импульсов подключен первым выходом к мостовой цепи 2, состоящей из активных сопротивлений одно из которых является измеряегллм и подключено к мостовой цепи кабеле например резистор 3, Усилитель 4 разбаланса включен в диагональ мост вой цепи 2 своим входом, причем его выход через ключи 6 и 7 синхродетек ров соединен с конденсаторами 8 и 9 синхродетекторов.Генератор 5 линейн изменяющегося напряжения своим входом подключен к первому выходу генератора 1, а своим выходом - к одному из входов блока 10 сравнения другой вход которого соединен с выходрм первого ключа 6 синхродетекто ра, а выход связан с управляющим входом второго ключа 7, Управляющий вхсщ ..первого ключа б синхродетектор соединен со вторым выходом генерато ра 1 импульсов, Устройство работает следующим об разом. Генератор 1 импульсов формирует прямоугольные импульсы, которые питают мостовую цепь 2, Напряжение ра баланса, усилиненное усилителем 4, имеет вид (фиг, 2, кривая 1). В момент t кратковременно открывается ключ б и заряжает конденсатор 8 до напряжения и.,, соответствующего нап ряжению переходного процесса в момент времени t. Это напряжение сравнива-, ется с напряжением от генератора 5 линейно-изменяющегося напряжения и в момент их равенства происходит срабатывание блока 10 сравнения. Под действием импульса с выхода этого блока происходит кратковременное открывание ключа 7 и на конденсаторе 9 запоминается выходное напряжение усилителя в момент времени t, по величине которого судят об измеряе- мом приращении резистора 3, При изменении емкости кабеля, например при ее увеличении, переходной процесс происходит с большой постоянной времени (фиг, 2, кривая 2). При этом на конденсаторе 8 синхродетектора в момент Ц фиксируется напряжение и, большее U , поэтому момент равенства напряжений на этом конденсаторе и от генератора 5 линейно-изменяющегося напряжения смещается в точку что приводит к установлению напряжения на конденсаторе 9, по величине соответствующему прежней емкости, кабеля. Таким образом, отслеживая в момент времени t, который следует сразу после начала импульса питания, значения напряжения переходного процес- . са на его линейном участке и изменяя в соответствии с ним момент времени фиксации выходного напряжения импульса разбаланса повышают точность измерения предлагаемого устройства по сравнению с известными, где открывание ключа синхродетектора происходит через неизменный интервал времени после начала импульса питания мостовой цепи. Устройство работает в те моменты времени, когда напряжение переходного процесса отлично от нуля, что позволяет уменьшить длительность импульса питания и период их следования и, следовательно, увеличить быстродействие измерения. Формула изобретения Устройство для измерения приращений сопротивления, содержащее генератор импульсов, первый выход которого соединен с диагональю питания мостовой измерительной цепи, в одно из плеч которой включен измерительный резистор, усилитель разбаланса, включенный в измерительную диагональ мостовой измерительной цепи, два ключа синхродетекторов, через котоЕяле конденсаторы синхродетекторов соединены с выходом усилителя разбаланса, причем вход управления первого ключа первого синхродетектора со-елинен со вторым выходом генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерения, устройст}