PL100083B1 - Uklad do pomiaru zmian rezystancji,zwlaszcza bardzo malych,poprzez przetwarzanie na czestotliwosc - Google Patents

Description

***** Twórcy wynalazku: Eugeniusz Obst, Zygfryd Gluchy Uprawniony z patentu : Politechnika Poznanska, Poznan (Polska) Uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych, poprzez przetwarzanie na czestotliwosc Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych, poprzez przetwarzanie na czestotliwosc dla ukladów kompleksowej automatyzacji do pomiarów niektórych wielkosci nieelektrycznych.

Znany jest uklad do pomiaru zmian rezystancji, poprzez przetwarzanie na czestotliwosc, w którym czujnik o zmiennej rezystancji wlacza sie w obwód generatorów zmiennopradowych. W tym rozwiazaniu na czestotliwosc wyjsciowa duzy wplyw ma pojemnosc linii oraz indukcyjnosc czujnika. Ponadto wada tego ukladu jest równiez niewystarczajaca stabilnosc czestotliwosci generatorów oraz wplyw stabilnosci wzmocnien elementów wzmacniajacych ukladu na jakosc przetwarzania.

Znany jest równiez uklad pomiarowy zbudowany z wzmacniacza, integratora, komparatora oraz generatora stalej porcji ladunku, jako fragment urzadzenia do pomiaru napiec stalych dzialajacego na zasadzie integracyjnej. W ukladzie tym wzmacniacz polaczony jest z generatorem stalej porcji ladunku poprzez szeregowo wlaczone integrator oraz komparator. Zas generator stalej porcji ladunku zalaczony jest na wejscie integratora i powoduje rozladowanie zgromadzonego w integratorze ladunku. Opisany uklad zostal opublikowany w ksiazkach A. Sowinski „Cyfrowa technika pomiarowa" WKiT 1975 W-wa oraz A. Libura, M.

Nadachowski „Przetworniki analogowo-cyfrowe" WNT 1973 W-wa.

Uklad wedlug wynalazku ma mostek pomiarowy skladajacy sie z dwóch galezi pomiarowych oraz ramienia pomocniczego, przy czym galezie pomiarowe polaczone sa równolegle i zasilane ze zródla napiecia, równoczesnie w kazdej z galezi pomiarowych wlaczone sa rezystory, w tym co najmniej jeden rezystor, którego zmiany rezystancji sa mierzone, natomiast ramie pomocnicze ma co najmniej jeden rezystor o stalej wartosci i wlaczane jest równolegle, poprzez przelacznik, na przemian do jednego z rezystorów w galezi pomiarowej, a wyjscie mostka pomiarowego polaczone jest do obu wejsc wzmacniacza róznicowego.

Uklad pozwala na uzyskanie znacznej czulosci oraz prosty sposób regulacji tej czulosci poprzez zmiane wartosci rezystancji ramienia pomocniczego oraz prosty sposób szerokiej regulacji czestotliwosci wyjsciowej2 10 083 ukladu. Przyrost czestotliwosci jest liniowa funkcja przyrostu rezystancji mierzonej. Wynik pomiaru nie zalezy od napiecia zasilajacego, od rezystancji w przekatnej mostka pomiarowego oraz od stabilnosci dlugookresowej elementów RC integratora i wzmocnien elementów wzmacniajacych ukladu. Ponadto czestotliwosc wyjsciowa nie zalezy od indukcyjnosci czujnika i doprowadzen. Uklad umozliwia równiez tlumienie zaklócen periodycznych nakladajacych sie na sygnal przetwarzany poprzez ich usrednienie za okres przetwarzania.

Wynalazek w przykladzie wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. przedstawia schemat blokowy ukladu.

Uklad do pomiaru zmian rezystangi, zwlaszcza bardzo malych, poprzez przetwarzanie na czestotliwosc sklada sie z mostka pomiarowego 1, wzmacniacza róznicowego 2, integratora 3, komparatora 4, generatora impulsu o stalym czasie trwania 5 oraz przelacznika 6. Mostek pomiarowy 1 sklada sie z dwóch galezi pomiarowych, stanowiacych mostek zbudowany z rezystorów 7, 8, 9 i 10, których laczne zmiany rezystancji maja byc mierzone, oraz z ramienia pomocniczego zbudowanego z rezystora 11 o stalej wartosci, podlaczonego równolegle, na przemian do rezystorów np. 9 i 10, Do równolegle polaczonych galezi mostka zalaczone jest ] aa3i^ii^^z^stefB punkty mostka, po przekatnej mostka, podlaczone sa do obu wejsc wzmacniacza f róznicowego 11 Wyjscie wzmacniacza róznicowego 2 polaczone jest z wejsciem integratora 3. Wyjscie integratora f 3 polaczone jest i jednym wejsciem komparatora 4. Wzmacniacz róznicowy 2, integrator 3 oraz komparator 4 * (WMC*^^^f^|™ elementami scalonymi Do wyjscia komparatora 4 wlaczony jest generator impulsu T>~ stalyirr^czas^lfwania 5 zbudowany na przyklad z generatora kwarcowego i dzielnika czestotliwosci. Do wyjscia generatora impulsu o stalym czasie trwania 5 wlaczony jest przelacznik 6, na przyklad klucz tranzystorowy, zalaczajacy ramie pomocnicze z rezystorem 11 równolegle, na przemian do rezystorów np. 9 i 10. Czestotliwosc moze byc mierzona na przyklad na wyjsciu komparatora 4.

Zasada dzialania ukladu jest nastepujaca. W stanie wyjsciowym, oznaczajacym poczatek cyklu przetwarzania, ramie pomocnicze z rezystorem 11 zalaczone jest równolegle do rezystora 9, na czas staly równy czasowi trwania impulsu generowanego przez generator impulsu 5. Prad w przekatnej mostka wywoluje proporgonalne napiecie na wyjsciu wzmacniacza róznicowego 2, które calkowane jest przez integrator 3. Po zaniku impulsu o stalym czasie trwania ramie pomocnicze zalaczone jest równolegle do rezystora 10, wtedy prad w przekatnej mostka ma kierunek przeciwny do poprzedniego. Napiecie wywolane tym pradem, a pojawiajace sie na wyjsciu wzmacniacza róznicowego 2 jest calkowane do chwili, gdy srednia wartosc pradu w przekatnej mostka osiaga wartosc równa zero. Jest to koniec cyklu przetwarzania. Chwila ta wyrózniona jest przez komparator 4, który pobudzajac generator impulsu 5 powoduje powtórzenie cyklu przetwarzania.

W ukladzie wykorzystuje sie typowe elementy, zwlaszcza scalone, przez co osiaga sie duza niezawodnosc, male wymiary i prostote budowy przy niezbyt wysokich nakladach ekonomicznych.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych, poprzez przetwarzanie na czestotliwosc, w którym wzmacniacz róznicowy polaczony jest z generatorem impulsu poprzez szeregowo wlaczone integrator, komparator, natomiast z wyjsciem generatora impulsu polaczony jest przelacznik, znamienny tym, ze ma mostek pomiarowy skladajacy sie z dwóch galezi pomiarowych oraz ramienia pomocniczego, przy czym galezie pomiarowe polaczone sa równolegle i zasilane z zródla napiecia, równoczesnie w kazdej z galezi pomiarowych wlaczone sa rezystory, w tym co najmniej jeden rezystor, którego zmiany rezystancji sa mierzone, natomiast ramie pomocnicze ma co najmniej jeden rezystor o stalej wartosci i wlaczane jest równolegle poprzez przelacznik na przemian do jednego z rezystorów w galezi pomiarowej, a wyjscie mostka pomiarowego polaczone jest do obu wejsc wzmacniacza róznicowego.100 083 11 40