Устройство для измерения приращения сопротивления

Устройство для измерения приращения сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-- с

В. С. Гутников и В.Д.Ковшов у .., Р

f !

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина

{72) Авторы изобретения (2I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЯЕНИЯ

" СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и можем найти применение при дистанционном измерении малых приращений сопротивлений датчиков, удаленных на значительное расстояние.

Известен преобразователь сопротивления в напряжение на операционном усилителе, в котором преобразуемое сопротивление включается в качестве . нагрузки стабилизатора тока (Ц, Недостатки такого преобразователя заключаются в том, что оба входа измерителя выходного напряжения должны быть оторваны от общей шины, необ.

IS ходимо поддерживать строго постоянным соотношение между резисторами схемы и, кроме того, для получения выходного напряжения, пропорциональ" ного приращения сопротивления надо иметь дополнительный опорный сигнал.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, содержащее one"

2 рационный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с одним из выходов источника опорного напряжения, другой выход которого соединен с общей шиной, инвертирующий вход операционного,усилителя соединен с одним из выводов резистивного датчика, с выходной клеммой устройства и с одним из выводов первого постоянного резистора, второй -вывод которого соединен с общей шиной, выход операционного усилителя соединен с вторым выводом резисторного датчика и с делителем напряжения из двух постоянных резисторов, общие выводы. которых соединены с второй выходной клевой устройства 72).

Недостатки такого устройства - не» обходимость-применения дифференциаль-, ного усилителя, наличие условия точ" ного соблюдения равенства постоянных резисторов, образующих делитель на-. пряжения, а также наличие погрешност

3 9 l l 36 ти измерения при неравенстве сопротивления линии связи.

Цель изобретения — повышение точ" . ности измерения при осуществлении дистанционных измерений.

Поставленная цель, достигается тем, что в устройство для измерения приращений сопротивления, содержащее ис- точник опорного напряжения, операционный усилитель, выход которого ц1 соединен с .первым выводом резистивного датчика, второй вывод которого соединен с выходом устройства, постояннйй резистор, один вывод которого соединен с общей шиной, к которой 15 также подключен один, выход источника опорного напряжения, введены дополl нительный источник напряжения, токостабилизирующий элемент, .вход которого соединен с другим вшходом источ- о ника опорного напряжения, вход до- . полнительного источника напряжения соединен с первым выходом токостабилизирующего элемента, второй выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и с вторым выводом постоянного резистора, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с первым выводом резистивного датчика, второй вывод ® которого соединен с выходам дополнителвного источника напряжения. где Rg — сопротивление резистивного датчика 3.

Выбрав значение сопротивления резистора 8 равным начальному значению резистивного датчика 3, получим напряжение на выходе 11 устройства, пропорциональное приращению сопротивления реэистивного датчика 3

"< =-1ОРХ -

Влияние сопротивления проводов

4н 7 значительно снижено за счет того, что токостабилизирующий элемент 10 имеет высокое выходное cq— противление, а последующее устройство для измерения выходного напряжения — высокое входное сопротивление.

Таким образом, погрешность измерения, возникающая от влияния сопро тивления проводов линии связи, в предлагаемом устройстве более чем на два порядка меньше, чем в известном.

При этом условие равенства сопротивлений проводов выполнять не обяза- . тельно. Кроме того, отпадает необходимость в наличии дополнительного опорного сигнала для получения вы— ходного сигнала, пропорционального приращению сопротивления. Дополнительный же источник 9 напряжения на точность, преобразования никакого влияния не оказывает. При этом единственным требованием, предъявляемым к дополнительному источнику 9 напряжения является то, чтобы его величина U9 была не менее, чем

0(?8+ 4 + a ) U1O

1 РС1 $

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения приращения сопротивления. 35

Устройство для измерения приращения сопротивления содержит источник

1 опорного напряжения, операционный усилитель 2, резистивный датчик 3, провода 4,5,6 и 7 линии связи, поста-111 янный резистор 8, дополнительныи источник 9 напряжения, токостабили-. зирующий элемент 10, выход 11 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Ток J 0 создаваемый дополнительным источником 9 напряжения, протекает по цепи: токостабилизирующий элемент

l0, постоянный резистор 8, провод 6, резистивнъ|й датчик 3 и провод 4. Величина этого тока при постоянстве резистора 8 будет определяться только напряжением источника 1 напряжения

55 и коэффициентом передачи токостаби- лизирующего элемента 10 0 Ц=Н Q

8 ф где U - напряжение источника опоро ного напряжения;

Rg — величина сопротивления резистора 8;

К вЂ” коэффициент передачи токостабилизирующего элемента 10. .Благодаря тому, что операционный усилитель 2 посредством проводов 5 и 6 охвачен .глубокой отрицательной обратной связью, напряжение на выходе усилителя 2 устанавливается таким, чтобы потенциал на инвертирующем входе 1так как по проводу 5 ток не протекает) был равен потенциалу на его неинвертирующем входе.

Напряжение на выходе 11 устройства равно

v = -30,=30(RG- К м 0 8 О Х

911368

Составитель Л. Фомина

Редактор А. Козориз Техред И. Гайду Корректор Н. Швидкая

Заказ 1115/33 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где U — падение напряжения на внуте0 реннем сопротивлении токостабилизирующего элемента 10.

Изобретение может быть использовано и для измерения относительного изменения сопротивления.

В этом случае выход устройства .для измерения приращения сопротивления подключается к первому входу измерителя отношения напряженнй, на второй вход которого подается напряжение .с резистора 8. Выходной сигнал измерителя отношения напряжений при этом определяется как Х О

Формула изобретения

: Устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее источник опороного напряжения, операционный усилитель, выход которого соединен- с первым выводом реэистивного датчика; второй вывод которого сое.-динен с выходом устройства, постоян.ный резистор, один вывод которого соединен С общей шиной, к которой также подключен один выход источника опорнОго напряжения, о т л и ч а ю" щ е е с я .тем, что, с целью повышения точности измерения, в него вва". цены дополнительный источник напряжения, токостабилизирующнй элемент, вход которого соединен с другим выхоS дом источника опорного напряжения, вход дополнительного источника напряжения соединен с первым выходом токостабилизирующего элемента, второй выход которого соединен с не инвертирующим входом операционного усилителя и с вторым выводом постоянного резистора, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с первым выводом резистивного датчика, . второй вывод которого соединен с вы-. ходом дополнительного источника напряжения.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л,. "Энергия", l975, с. 48.

2. Зорин В.И., Полищук Б.С. и др.

Вторичные приборы для измерения температуры. Обзорная информация. TC-5

"Электроизмерительные приборы, геофизические и гидрометеорологические приборы", И;, 1977, с. 10 (прототип).