Измерительный мост Советский патент 1982 года по МПК G01R17/10 

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ

Изобретение относится к электрои мерительной технике и может быть использовано в измерительных мостах, предназначенных для измерений неэлектрических величин. Известен мост переменного тока, содержащий мостовую схему из резисто ров, одна из диагоналей которой подключена к источнику питания в виде генератора переменного тока, а другая - к усилителю переменного тока, фазучувствительный детектор и, фильтр 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является из мерительный мост, содержащий мостовую схему, одна из диагоналей которой подключена к генератору синусоидальных колебаний, а другая подключе на к дифференциальному усилителю, фа зочувствительный детектор с подключенным на выходе фильтром низких час тот и регистрирующий прибор С2 Недостатком известного измерительного моста является низкая точность измерений вследствие влияния активных или реактивныхсоставляющих. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в измерительный мост, содержащий мостовую схему, одна из диагоналей которой подключена к генератору синусоидальных колебаний, а другая подключена к дифференциальному усилителю, и последовательно соединенные фазочувствительный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора, фильтр низких частот и регистрирущий прибор, введены блок выделения управляющего сигнала и последовательно соединенные активный полосовой фильтр, управляемый делитель напряжения и усилитель-повторитель, причем вход активного полосового фильтра подключен к выходу дифференциального усилителя, а выход усилителя33повторителя подключен к входу фазочувствительного детектора, вход блока выделения управляющего сигнала подключен к выходу генератора синусоидальных колебаний, а выход подключен к управляющему входу делителя напряжения. Блок выделения управляющего сигнала выполнен в виде последовательно соединенных двуполупёриодного детектора и стабилйтронного ограничителя. На фиг. 1 показана блок-схема пред лагаемого моста; на фиг. 2 - диаграммы работы. Измерительный мост содержит моетовую схему 1 с элементами начальной балансировки по активной и реактивной составляющим, одна из диагоналей которой подключена к генератору 2 синусоидальных колебаний, а другаяк дифференциальному усилителю 3 выход которого подключен к входу активного полосового фильтра f. Выход последнего подключен к входу управляемого делителя 5 напряжения, выход которого подключен к входу усилителяповторителя 6. Управляющий вход делителя 5 напряжения подключен к. выходу блока 7 выделения управляющего сигнала, вход которой подключен к выходу генератора 2 синусоидальных колебаний Блок выделения управляющего сигнала выполнен в виде последовательно соеди ненных двухполупериодного детектора 8 и стабилйтронного ограничителя 9. Выход усилителя-повторителя 6 подключен к последовательно соединенным фазочуветвительному детектору 10, фильт ру 11 низких частот и регистрирующему прибору 12, причем управляющий вход фазочувствительного детектрра 10 подключен к выходу генератора 2 синусоидальных колебаний. Измерительный мост работает следую щим образом, Выходное напряжение мостовой схемы 1 усиливается дифференциальным усилителем 3, который подавляет синфазные помехи, и фильтруется активным полосовым фильтром 4, средняя частота настройки которого равна час тоте генератора синусоидальных колебаний 2. Если мостовая схема выполнена на резисторах и в процессе изме рений произошла расбалансировка по реактивной составляющей,то напряжение на выходе активного полосового фильтра представляет сумму двух на34пряжений R-,E s incut и Кг21Есо5и)1(фиг.2) , где R., и Rn- коэффициенты пропорциональности, Е - напряжение питания мостовой схемы. Составляющая напряжения R Esinurt пропорциональна изменению активных сопротивлений мостовой схемы и подлежит измерению Составляющая же напряжения RoEcosiot пропорциональна изменению реактивных сопротивлений и является помехой. Уменьшение влияния реактивных сопротивлений в описываемом измерительном мосте достигается тем, что управляемый делитель напряжения работает не в течение времени всего периода колебаний Т(фиг,2). а только в течение времени пТ,1деп 1, При этом наименьшее ослабление сигнала управляемым делителем соответствует моменту времени, в который величина напряжения R Esiniut достигает максимума. Установка времени дТ осуществляется блоком выделения управляющего сигнала 7 и зависит от величины отношения напряжения генератора 2 синусоидальных колебаний и напряжения стабилизации стабилитрона ограничителя 9. В измерительном мосте применен именно управляемый делитель 5 напряжения, а не просто, например, электронный ключ, с целью исключения импульсных помех, возникаюи х при включениях и выключениях электронного ключа. На выходе управляемого делителя 5 напряжения установлен усилительповторитель 6, который благодаря своему большому входному сопротивлению не влияет на работу делителя. Фильтр 11 низких частот предназначен для выделения постоянной составляющей напряжения, пропорциональной изменению активных сопротивлений. Использование изобретения позволяет повысить точность измерений за U счет уменьшения влияния паразитных емкостей или индуктивностей измерительных кабелей. Погрешность измерений уменьшается более чем в 10 раз. Формула изобретения 1, Измерительный мост, содержащий мостовую схему, одна из диагоналей которой подключена к генератору синусоидальных колебаний, а другая подключена к дифференциальному усилителю, и последовательно соединенные фазочувствительный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора, фильтр низких частот и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен блоком выделения управляющего сигнала и последовательно соединенными активным полосовым фильтром, управляемьгм делителем напряжения и усилителем-повторителем, причем вход активного полосового фильтра подключен к выходу дифференциального усилителя, а выход усилителя-повторителя подключен к входу фазочуветвительнего детектора, вход блока выделения управляющего сигнала подключен к выLS

1ХОДУ .генератора синусоидальных колебаний, а выход подключен к управляющему входу делителя напряжения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

f 1l 89760, кл. G 01 N 27/22, 1977 (прототип).

f&ffff

f&tfxlt

fcffsa Kff ifftJt

fsiftuJt

l s€/KJ€/

i/7.