Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ИНВАРИАНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ
ИНВАРИАНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ

ИНВАРИАНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Устройство относится к измерительной технике и может использоваться в приборостроении при проектировании параметрических измерительных преобразователей, инвариантных по внешним возмущениям. Инвариантный измерительный мост содержит четыре резистивных преобразователя, один из которых выполнен с переменными параметрами, операционный усилитель (ОУ), источник питания (ИП) инвариантного измерительного моста, дифференциальный усилитель (ДУ), повторитель напряжения (ПН) или масштабный усилитель и блок деления (БД), к входам которого подключены выходы ПН и ДУ. Технический результат изобретения - повышение точности преобразования измерительного моста. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2117304
Класс(ы) патента: G01R17/10
Номер заявки: 93045838/09
Дата подачи заявки: 27.09.1993
Дата публикации: 10.08.1998
Заявитель(и): Самарский государственный технический университет
Автор(ы): Нестеров В.Н.
Патентообладатель(и): Самарский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении при проектировании параметрических измерительных преобразователей, инвариантных ко внешним возмущениям.
Известны измерительные мосты, содержащие четыре резистивных преобразователя, один из которых с переменными параметрами, операционный усилитель, включенный своими входами в одну из диагоналей моста, в другую диагональ которого включен источник питания (Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC/Под ред. У.Томпкинса, Дж.Уэбстера.-М.: Мир, 1992, с. 371, рис. 9.11).
Недостатком известных мостов является недостаточная точность преобразования из-за влияния на результаты нестабильности питания и других внешних возмущений.
Задача изобретения - повышение точности преобразования.
На чертеже изображена схема инвариантного измерительного моста.
Инвариантный измерительный мост содержит четыре резистивных преобразователя 1-4, один из которых 1 выполнен с переменными параметрами и включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 5, второй резистивный преобразователь 2 выполнен с постоянными параметрами и включен между инвертирующим входом операционного усилителя 5 и одним из полюсов источника питания 6 инвариантного измерительного моста, между полюсами которого включены последовательно соединенные третий 3 и четвертый 4 резистивные преобразователи, выполненные с постоянными параметрами, общие выводы которых соединены с неинвертирующим входом операционного усилителя 5, дифференциальный усилитель 7, повторитель 8 напряжения (или масштабный усилитель) и блок 9 деления, общие выводы третьего 3 и четвертого 4 резистивных преобразователей соединены с общей точкой схемы, выход операционного усилителя 5 и ненулевой вывод четвертого резистивного преобразователя 4 подключены ко входам дифференциального усилителя (ДУ) 7, общие выводы второго 2 и третьего 3 резистивных преобразователей подключены ко входу повторителя 8 напряжения (или масштабного усилителя), а выходы дифференциального усилителя 7 и, соответственно, повторителя 8 напряжения (или масштабного усилителя) подключены ко входам блока 9 деления.
Инвариантный измерительный мост работает следующим образом.
При изменении сопротивления резистивного преобразователя 1 напряжение на выходе операционного усилителя 5 определяется выражением

где
E - ЭДС источника 6 питания; R1 - начальное значение сопротивления резистивного преобразователя 1; ΔR - информативное изменение значения R1; R2, R3, R4 - номинальное значение сопротивлений преобразователей 2, 3 и 4.
Напряжение на соответствующем ненулевом выводе резистивного преобразователя 4 равно

Сигналы (1) и (2) поступают на входы ДУ7, сигнал на выходе которого становится равным:

где K1 - коэффициент передачи по напряжению ДУ7.
При R1=R2=R3=R4=R сигнал (3) на выходе ДУ7 имеет вид:

Одновременно сигнал на выходе повторителя 8 напряжения или масштабного усилителя определяется выражением

на выходе которого при R3=R4 получаем

При использовании масштабного усилителя коэффициент передачи по напряжению K2≠ 1. .
Сигналы (4) и (6) поступают на входы блока 9 деления, сигнал на выходе которого выражается формулой:

Как видно из выражения (7), функция преобразования данного измерительного моста инвариантна относительно нестабильности параметров источника питания и других мультипликативных внешних возмущений.
Формула изобретения: Инвариантный измерительный мост, содержащий четыре резистивных преобразователя, один из которых выполнен с переменными параметрами и включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, второй резистивный преобразователь выполнен с постоянными параметрами и включен между инвертирующим входом операционного усилителя и одним из полюсов источника питания инвариантного измерительного моста, между полюсами которого включены последовательно соединенные третий и четвертый резистивные преобразователи, выполненные с постоянными параметрами, общие выводы которых соединены с неинвертирующим входом операционного усилителя, отличающийся тем, что в инвариантный измерительный мост введены дифференциальный усилитель, повторитель напряжения или масштабный усилитель и блок деления, общие выводы третьего и четвертого резистивных преобразователей соединены с общей точкой схемы, выход операционного усилителя и ненулевой вывод четвертого резистивного преобразователя подключены к входам дифференциального усилителя, общие выводы второго и третьего резистивных преобразователей подключены к входу повторителя напряжения или масштабного усилителя, а выходы дифференциального усилителя и соответственно повторителя напряжения или масштабного усилителя подключены к входам блока деления.