Уравновешенный измарительный мост постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

(54) УРАВНОВЕШЕННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения сопротивлений в широком диапазоне величин, особенно в переносных уравновешенных измерительных мостах постоянного тока. Известно устройство, содержащее мостовую схему измерения, источник питания, усилитель постоянного тока, делитель напряжения четыре транзис-тора и два двухполк сощлх индикаторных элемента на светоизлучаемых даюдах tl . Недостатком этого устройства является низкая точность, обусловленна наличием значительной зоны нечувствительности. . Цель изобретения - повьиление точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в уравновешенный измерительный мост постоянного тока, содержащий мостовую схему, в одно из плеч кото рой включен измеряег«ай резистор, ус литель постоянного тока, входы кото рого соединены с вершинами измерител ной дигчгонали, а выход - о базами п вого и второго транзисторов, коллек торы которых соединены с базами дву дополнительных транзисторов, эмиттеры двух дополнительных транзисторов соединены с выводами источника питания, включенного к диагональ питания мостовой схемы, а коллекторы двух дополнительных транзисторов соединены с одними выводами двухполюсных индикаторных элементов, другие выводы которых соединены с выводами источника питания и крайними выводами делителя напряжения, включенного в диагональ питания, мостовой схемы параллельно источнику питания, введен источник смещения напряжения, включенный в цепь делителя напряжения, при этом эмиттеры первого и второго транзисторов соединены соответственно с первым и вторым средними вывоДс1ми делителя напряжения и выводами источника смещения напряжения. На чертеже представлена электрическая схема устройства. Устройство содержит мостовую схему 1 , в одно из плеч которой включен измеряемый резистор 2, в диагональ питания с вершинами 3 и 4 включены источник 5.питания и делитель 6 напряжения. В другую диагональ с вершинами 7 и 8 включен усилитель 9 постоянного тока, выход которого

соединен с базами первого и второго транзисторов 10 и И.Коллекторы этих транзисторов соединены с базами дополнительных транзисторов .12 и 13, которые подключают к шинам источника 5 питания и к двухполюсным индикаторным элементам 14 и 15, выполненным на светоизлучающих диодах. Делитель 6 напряжения снабжен источником 16 смещения напряжения, образущим первый средний вывод 17, соеди- ненный с эмиттером первого транзистора 10, Эмиттер второго транзистора 11 соединен со вторым средним выводо 18 делителя 6 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

От источника 5 питания на диагональ питания мостовой схемы 1, в которую включен измеряемый резистор 2, подается напряжение, создающее некоторый сигнал на вершинах 7 и 8, и, следовательно, на входных зажимах услителя 9. При наличии разбалайса мостовой схемы 1 сигнал разбаланса усиливается, в результате чего на вы ходе усилителя 9 формируется напряжение низкого или высокого уровней (в зависимости от знака сигнала разбаланса). При высоком уровне напряжения открываются транзисторы 11 и 12, в результате чего возникает свечение двухполюсного индикаторного элемента. 14. При этом транзисторы 10 и 13 оказываются запертыми, поэтому свечение элемента 15 отсутствует. Если же уровень напряжения на выходе усилителя 9низкий , то аналогичным образом возникает свечение элемента 15, а свечение элемента 14 при этЬм отсутствует. Свечение соответстаунадегчэ индикаторного элемента указывает наличие и знак разбаланса мостовой схемы.

Рассмотрим теперь состояние баланса мостовой схемы 1, которое характеризуется отсутствием свечения обоих индикаторных элементов 14 и 15. Усилитель 9 настраивается таким образом что при состоянии баланса на его выходе формируется напряжение

в 1) где Ug - напряжение на втором среднем выводе 18 делителя напряжения 6,

, - напряжение источника 16 смещения напряжения. В этом случае к переходам базаэмиттер каждого из транзисторов 10 и 11 приложено напряжение

и;, uj - и,8

(2)

Для того, чтобы отсутствовало свачениз обоих индикаторных элементов 14 и 15, напряжение источника 16 смещения напряжения выбирается таким

образом, чтобы выполнялось соотношение

63 5э (3)

Зона нечувствительности схемы, приведенная к выходу усилителя 9, от 5 которой зависит погрешность измерения, определяется из выражения

U3H 2Uff9- и,ь(4)

Например, в схеме использованы кремниевые транзисторы, у которых

Ugj 0,65 В при и., 1 В Ьри использовании в качестве источника 16 напряжения смещения последовательно соединенных диодов или стабилизатора) из выражения (4) получаем

изн--о,зв

в известном устройстве при этих же условиях зона нечувствительности составляет 2{ig 1,3 В (так как

0 отсутствует источник напряжения смещения). Таким образом, использова ние предлагаемого устройства позволяет уменьшить зону нечувствительности и соответственно повысить точность измерений более чем в четыре раза.

Формула изобретения Уравновешенный измерительный мост

0

постоянного тока, содержащий мостовую схему, в одно из плеч которой включен измеряемый резистор, усилитель постоянного тока, входы которого соединены с вершинами измерительной

5 диагонали, а выход - с базами первого и второго транзисторов, коллекторы которых соединены с базами двух дополнительных транзисторов, эмиттеры двух дополнительных транзисторов сое0 динены с выводами источника питания, включенного в диагональ питания мостовой схемы, а коллекторы двух дополнительных транзисторов соединены с одними выводами двухполюсных индика5 торных элементов, другие выводы которых соединены с выводами источника питания и крайними выводами делителя напряжения, включенного в диагональ питания мостовой схемы параллельно

Q источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повынения точности измерения, в него введен источник смещения напряжения, включенный в цепь делителя напряжения, при этом эмиттеры первого и второго

5 транзисторов соединены соответственно с первым и вторым средними выводами делителя напряжения и выводами источника смещения напряжения. Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

Г TTfi