Мостовой преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к тензометрии.

Известны мостовые преобразователи, состоящие из четырех резисторов и источника питания. Резисторы образуют мостовую схему, содержащую два полумоста. В одну диагональ моста включен источник питания, другая является выходом L

Недостаток их в том, что мостовые преобразователи имеют низкую чувствительность и точность.

Наиболее близким к предлагаемому является мостовой преобразователь, содержащий два полумоста и источник питания, включенный между средними выводами полумостов. Одноименные крайние выводы полумостов объединены 2 .

Недостатком таких преобразователей также является низкая чувствительность и точность преобразований.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности.

Поставленная цель достигается тем, что в мостовой преобразователь, содержащий два полумоста и источник питания, включенный между средними выводами полумостов введены два источника компенсирующего напряжения, каждый из которых включен между крайними выводами полумостов, третьи выводы ис10точника компенсирующего напряжения соединены со средним выводом вторич.ного полумоста, каждый источник ком;пенсирующего напряжения выполнен на усилителе напряжения, общие выводы и

15 неинверсные входы которых соединены с первыми выводами источников компенсирующего напряжения, а выход - со вторым выводом, причем инверсные вхо-. ды этих усилителей соединены с третьими выводами соответствующих источников компенсирующего напряжения, источник питания выполнен в виде источГника опорного напряжения с подсоединенными К его выводам двумя усилителями, включенными по схеме повторителя напряжения. На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства. Предлагаемьш мостовой преобразователь содержит два полумоста 1 и 2, источник 3 питаний и два источника А и 5 компенсирующего напряжения. Источ ник 3 питания включен между средними .выводами полумостов 1 и 2. Каждый источник 4 и 5 компенсирующего напряжения включен между крайними выводами полумостов 1 и 2. Источник 4, например представляет собой усилитель 6 напряжения общий вывод и неинверсный вход которого подсоединен к крайнему выводу полумоста 1, выход - к одноименному крайнему выводу полумоста 2, а инверсный вход - к среднему выводу последнего, а источник 5 представляет собой усилитель 7 напряжения. Источник 3, например содержит два усили теля 8 и 9 напряжения и источник 10 опорного напряжения. Каждьй усилител 8 и 9 включен по схеме повторителя на пряжения, охватывающего отрицательной обратной связью выходной соединительный провод и подключен выходом к сред нему выводу одного из полумостов 1, Источник 10 включен между :.снеинверсными входами усилителей 8 и 9. Каждый усилитель имеет свой изолированный ис точник питания. Устройство работает следующим образом, о Источник 3 создает нулевой потенциал на среднем выводе полумоста и потенциал Е источника 10 опорного напряжения на среднем выводе полумоста 2. Усилители 8 и 9, включенные по схе ме повторителя напряжения, при соединении их инверсных входов непосредственно к средним выводам полумостов 1 и 2 обеспечивают потенциалы О и Е на этих выводах вне зависимости от сопротивлений соединительных проводов. Компенсирующие напряжения источников 4 и 5 создаются усилителями 6 и 7, которые уравнивают потенциалы крайних выводов полумоста I с потенциалом среднего вывода полумоста 2. Подсоединение их йеинверсных входов непосре ственно к крайним выводам полумоста 1 и инверсных - к среднему выводу полумоста 2 позволяет уравнять указанные потенциалы вне зависимости от сопроти лений соединительных проводов. Следовательно потенциалы среднего вывода полумоста 2 и крайних выводов полумоста 1 соответствуют потенциалу Е источника 10. В схеме имеются два независимых (верхний и.нижний) контура протекания токов (L и I)i которые текут от источника 3 в средний вывод полумоста 2, через его резисторы, источники 4 и 5, резисторы полумоста 1 и по его среднему выводу втекают обратно в источник 3. Пусть полумост 1 является образцовым с резисторами 11 и 12 (R), а полумост 2 - активным с резисторами 13 и 14 (R -д) и (R- Д) . Токи верхней и нижней половин схемы преобразователя равны так как потенциалы крайних выводов полумоста равны Е, а среднего - О, вне зависимости от-полумоста 2. Эти же токи протекают и по резисторам полумоста 2 и, поскольку его средний вывод находитсяпод потейциалом Е, имеем напряжения на выходах верхней и нижней половин схем соответственно и.., .) и.„ E-J(R-u), BblAi учетом выражения для токов Отсюда видно, что и - и вых2 вмхч и выходное напряжение не имеет синфазной составляющей. Аналогично если активными полумостами являются оба полумоста 1 и 2, то .|л. в устройстве сравнительно просто осуществляется устранение влияния сопротивлений соединительных проводов, если им нельзя пренебречь, например когда полумосты 1 и 2 и ,:источник 3 питания разнесены друг от друга на значительном расстоянии. В тензомет