Устройство для измерения приращений сопротивления Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

I

. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения приращений сопротивления резистивных преобразователей, например тензорезисторов.

Известно устройство для измерения активных сопротивлений, содержащее мостовую цепь, состоящую из измеряемого сопротивления, двух резисторов и конденсатора, включенного последовательно с сопротивлением нагрузки,, блок питания мостовой цепи, схему сравнения, выполненную на диоде 1 Прямоугольные импульсы блока питания поступают на диагональ питания мостовой цепи, вызывая в последней переходный процесс. В момент равновесия мостовой цепи диод открьшается, и формирование длительности выходно- го импульса заканчивается. Длительность выходного импульса пропорциональна измеряемому сопротивлению. Недостатком его является то, что чувствительность этого устройств

При измерении приращения сопротивления невелика и определяется постоянной времени RC-цепи, предел увеличения которой ограничен соображениями быстродействия устройства.

Известно также устройство, включающее мостовую цепь, состоящую из активных сопротивлений и чувствительного злемента, усилитель, схему10сравнения и интегратор 23.

Недостаток известного устройства состоит в том, что его чувствитель-. ность невелика, так как определяет 5ся коэффициентом передачи усилителя, увеличение которого ограничено условиями устойчивой работы и требуемой стабильности. Кроме того, использование полного амплитудного диапазона

20 усилителя для формирования выходных сигналов устройства ухудшает показатели точности измерения - из-за нелинейности амплитудной характеристики. Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения прираще НИИ сопротивлений, содержащее мостовую цепь с чувствительным элементом, в измерительную диагональ которой включен усилитель, а диагональ питания- включена между общей шиной и выходом блока .сравнения, один вход которого соединен с выходом усилителя , интегратор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, снабжено образцовым резистором, включенным между выходом интегратора и одной из вершин измерительной диагонали мостовой цепи, а другая вершина измерительной -диагонали мостовой цепи соединена с другим входом- блока, сравнения. Функциональная схема данного устройства изображена на чертеже. Устройство состоит из мостовой цепи 1 с чувствительным элементом 2, усилителя.3, блока 4 сравнения, интегратора 5 и образцового резистора 6. В измерительную диагональ мостовой цепи 1 с элементом 2 включен усилитель 3, выход которого соединен с входом блока 4. Выход блока 4 соединен с входом интегратора 5 и одной вершиной Диагонали питания мостовой цепи 1, а другая вершина которой заземлена. Резистор .6 соединяет выход интегратора 5 с одной вершиной измерительной диагонали мостовой цепи 1, а другая вершина из-мерительной диагонали соединена с другим входом блока 4. Выходное напряжение блока 4 посту пает на диагональ питания цепи 1 и на вход интегратора 5. Напряжение разбаланса цепи 1, вызванное прираще нием сопротивления элемента 2, начинает уменьшаться до нулевого значения под действием напряжения с выходд интегратора 5, поступающего в одну вершину измерительной диагонали цепи 1 через резистор 6. В момент ра нойесия цепи 1 напряжение между входами блока 4 также равно нулю. -Блок 4 срабатьшает, и полярность напряжения на его выходе изменяется. При этом изменяется полярность напря 14 жения разбаланса цепи 1 и направление интегрирования интегратора 5. Процесс уравновешивания мостовой цепи 1 повторяется. Период следования импульсов питания цепи 1 пропорционален приращению сопротивления элемента 2. Чувствительность устройства зависит от сопротивления резистора 6 и может быть увеличена путем увеличения сопротивления этого резистора без ухудшения работы других элементов устройства. Точность измерения устройства повьш1ена, так как срабатываниеблока 4 происходит при одном значении выходного напряжения усилителя,3. При этом на формирование выходного сигнала устройства нелинейность амплитудной характеристики усилителя 3 не влияет Таким образом, в предлагаемом устройстве повышаются его чувствительность и точность измерения. Формула изобретения Устройство для измерения приращ ний Сопротивления, содержащее мостовую цепь с чувствительным элементом, в измерительную диагональ которой включен усилитель, а диагональ питания включена между общей шиной и выходом блока сравнения, один вход блока сравнения соединен с выходом усилителя, интегратор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности и точности, оно снабжено образцовым резистором, включенным между выходом интегратора и одной из вершин измерительной диагонали мостовой цепи, а другая вершина измерительной диагона- ли мостовой цепи соединена с другим входом блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ильин В.А. Импульсные устройства с мостовыми элементами. - М.-Л., Энергия , 1965, с. 39. 2. Нартящин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров систем контроля и измерения. - М., Энергия , 1976, с. 287, рис. 10 (прототип)