DE2638546A1

DE2638546A1 - Schaltungsanordnung mit einer niederohmigen widerstands-messbruecke

Info

Publication number: DE2638546A1
Application number: DE19762638546
Authority: DE
Inventors: Paul-Arthur Ing Grad Ophoff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1978-03-02
Also published as: IT1084513B; FR2363113B3; FR2363113A1

Description

Schaltungsanordnung mit einer niederohmigen Widerstands-Meßbrücke

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer niederohmigen Widerstands-Meßbrücke.

Derartige Meßbrücken werden üblicherweise mit konstanter Gleichspannung gespeist; das Brückenausgangssignal muß in der Regel verstärkt werden. Zu diesem Zwecke ist es bekannt, die Meßdiagonale der Brücke an einen Differenzverstärker mit hochohmigem Eingang zu legen.

Die Nachweisgrenze wird jedoch nicht von der Empfindlichkeit der Brücke, sondern vom Eingangsrauschen des Verstärkers bestimmt, da niederohmige Brücken ein sehr geringes Eigenrauschen haben.

Es besteht demgemäß die Aufgabe, Maßnahmen zu treffen, die das Signal/Rausch-Verhältnis einer niederohmigen Widerstands-Meßbrücke für empfindliche Messungen erheblich verbessern.

Die Maßnahmen bestehen erfindungsgemäß darin, daß die Brückenspeisespannung eine stabilisierte Viechseispannung ist und daß die Meßdiagonale der Brücke an die Primärwicklung eines spannungsübersetzenden induktiven Übertragungsglieds angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung über einen Viechseistromverstärker an eine Demodulatorstufe angeschlossen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Speisespannung eine Rechteckspannung mit einer Frequenz in der Größenordnung von 10-^Hz; das

Sp 23 Sei, 24.8.1976

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rf 7b F 3 5 4 1 BRD

Übertragungsverhältnis des Übertraglingsglieds beträgt wenigstens 1:5, vorzugsweise 1 : 25. Damit wird die Heßspaniiung der Brükke über den Rauschpegel des nachfolgenden Verstärkers angehoben, dessen Verstärkung umgekehrt proportional reduziert werden kann. Dadurch wird das Eigenrauschen des Verstärkers entsprechend weniger verstärkt.

Auf die Verwendung eines aufwendigen Differenzverstärkers kann verzichtet werden.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren 1 und 2 Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.

Figur 1; Eine niederohmige V/iderstands-Meßbrücke 1 besteht, wie üblich, aus vier Widerständen, von denen hier zwei in benachbarten Zweigen als von der Meßgröße veränderliche Widerstände ausgebildet sind, beispielsweise als Fotowiderstände oder als wärme empfindliche Widerstände. Anstelle der sonst üblichen Gleichstromspeisung wird die Meßbrücke 1 aus einem Wechselstromgenerator 2 gespeist, der eine konstante Rechteckwechselspannung abgibt.

Die Meßdiagonale der Meßbrücke 1 liegt an der Primärwicklung 4 eines induktiven Übertragungsgliedes 3 niit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 25. Die Sekundärwicklung 5 des Übertragungsglieds ist über einen einfachen Wechselstromverstärker 6 an einen phasenempfindlichen Demodulator 7 angeschlossen, der von dem Wechselstromgenerator 2 gesteuert wird. Die gleichgerichtete bzw. die demodulierte Ausgangsspannung U ist der Signalspannung in d'er Meßdiagonale der Brücke proportional.

Als Anwendungsbeispiel für die beschriebene Schaltungsanordnung sei ein bekannter, nicht dispersiver Infrarot-Gasanalysator genannt, bei dem der Meßeffekt auf Druckschwankungen eines Gasvolumens beruht, welche mittels thermischer Strömungsfühler in elektrische Signale umgesetzt werden. Als thermische Strömungsfühler dienen wärmeempfindliche Widerstände, die in einer Brükkenschaltung, wie gezeigt, angeordnet sind. Da der Meßeffekt nur zu einer sehr kleinen Signalspannung in der Meßdiagonale der Brücke führt, lassen sich mit der dargestellten Schaltungsanordnung erhebliche Verbesserungen hinsichtlich der unteren Nachweisgrenze erzielen.

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ft P 3 5 h\ BRD-

Bei vielen Meßmethoden ist es notwendig oder zumindest vorteilhaft, störende Umgebungseinflüsse dadurch zu kompensieren, daß man eine zweite gleichartige Meßbrücke nur diesen Störeinflüssen aussetzt und ihr Ausgangssignal in Differenz mit dem Ausgangssignal der eigentlichen Meßbrücke schaltet. Dies läßt sich mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, wie in Figur dargestellt, besonders einfach dadurch erreichen, daß das induktive Übertragungsglied 3 zwei zur Differenzbildung gegeneinander schaltbare Primärwicklungen 4 und 4' aufweist, an die die Meßdiagonaleader eigentlichen Meßbrücke 1 und der Kompensationsbrücke 1' entsprechend angeschlossen sind und daß aus der Sekundärwicklung 5 des Übertragungsglieds die übersetzte Differenzspannung abgegeben wird.

Bei dem bereits erwähnten Infrarot-Gasanalysator lassen sich auf diese Weise Störeinflüsse, die aus der Beschleunigung des Gasvolumens durch Stoß oder Erschütterungen herrühren, stark verringern.

3 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

76 P 3 5 4 1 BRD Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung mit einer niederohraigen Uiderstands-Meßbrücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenspeisespannung eine stabilisierte Wechselspannung ist und daß die Meßdiagonale der Meßbrücke (1) an die Primärwicklung (4) eines spannungsübersetzenden induktiven Übertragungsglieds (3) angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung (5) über einen V/echselstromverstärker (6) an eine Demodulatorstufe (7) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsverhältnis des Übertragungsglieds (3) wenigstens 1:5, vorzugsweise 1 : 25, ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (3) zwei zur Differenzbildung gegeneinander schaltbare Primärwicklungen (A, 4·) aufweist.

ORIGJNAL INSPECTED

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