PL101636B1 - A system for measuring resistance variations,particularly minimal ones - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 94854 urzadzenie do pomiaru zmian rezystancji, w którym rezystor pomiarowy, rezystor odniesienia oraz rezystor ograniczajacy prad wlaczone sa szeregowo ze zródlem stalopradowym. W urzadzeniu tym wezel polaczenia szeregowego rezystora pomiarowego i rezystora odniesienia jest uziemiony, równoczesnie przeciwne konce tych rezystorów polaczone sa odpowiednio do styków 1 i 2 przelacznika, wyjscie przelacznika poprzez rezystor polaczone jest z integratorem stanowiacym wzmacniacz operacyjny z równoleglym kondensatorem, wyjscie integratora polaczone jest z pierwszym wejsciem komparato¬ ra, zas drugie wejscie komparatora jest uziemione. Wyjscie komparatora polaczone jest z czasomierzem oraz oddzialywuje na polaczenie generatora taktujacego z ukladem sterujacym przelacznikiem.

Urzadzenie wedlug patentu nr 94854 zawiera calkujacy konwerter analogowo-cyfrowy wyposazony w inte¬ grator, który calkuje, w okreslonym przedziale czasowym, zamieniony sygnal analogowy, a nastepnie calkuje sygnal odniesienia o polaryzacji przeciwnej w stosunku do sygnalu analogowego. Ta druga operacja calkowania trwa od chwili, gdy wartosc calkowana odtworzy wartosc poczatkowa. W mierniku zmian rezystancji otrzymuje sie sygnal analogowy jako spadek napiecia na rezystorze pierwszym, a sygnal odniesienia otrzymuje sie jako spadek napiecia na rezystorze drugim, zas sygnal cyfrowy otrzymuje sie mierzac dlugosc przedzialu czasowego okreslonego dwoma punktami czasowymi. Punkt pierwszy odpowiada chwili koncowej czasowego przedzialu calkowania sygnalu analogowego, przy czym poczatek tego przedzialu odpowiada chwili rozpoczecia calkowa¬ nia sygnalu odniesienia, a drugi punkt czasowy odpowiada chwili, gdy wartosc calkowania odtworzy wartosc poczatkowa. Uklad ten charakteryzuje sie bardzo skomplikowana regulacja czulosci, co znacznie ogranicza zakres jego stosowania.

Istota ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze ma przelacznik, którego wejscie polaczone jest z wezlem sumacyjnym, a pierwszy zacisk przelacznika polaczony jest z wejsciem integratora, natomiast drugi zacisk przelacznika polaczony jest z uziemieniem, równoczesnie pomiedzy wyjscie wzmacniacza podlaczonego do rezystora pomocniczego i uziemionym punktem odniesienia wlaczony jest mostek zbudowany z co najmniej czterech rezystorów oraz z co najmniej jednego rezystora podlaczonego równolegle na przemian za pomoca drugiego przelacznika, zas wyjscie mostka polaczone jest do wejscia wzmacniacza róznicowego polaczonego dalej z integratorem.2 101 636 Analogowy sygnal przetwarzany, okreslony róznica spadków napiec na rezystorze pomiarowym i rezysto¬ rze pomocniczym, jest podawany na wejscie integratora wspólnie z sygnalem odniesienia, wytwarzanym w mo¬ stku zasilanym napieciem okreslonym przez spadek napiecia na rezystorze pomocniczym, przy czym sygnaly te calkowane sa przez integrator" w scisle okreslonym przedziale czasu, po czym do wejscia integratora podawany jest sygnal odniesienia przeciwnego znaku. Uklad wedlug wynalazku ma znaczna czulosc i prosta regulacje tej czulosci poprzez zmiany wartosci jednego rezystora. Zas przyrost czasu jest liniowa funkcja mierzonych zmian rezystancji.

Przedmiot wynalazku w przykladowym wykonaniu uwidoczniono na rysunku, który przedstawia schemat ideowy.

Uklad dzialajacy na zasadzie podwójnego nachylenia sklada sie z bloku wytwarzania analogowego sygnalu przetwarzanego, bloku wytwarzania sygnalu dodatniego i ujemnego, integratora, komparatora oraz bloku steruja¬ cego przelacznikami. Blok wytwarzania analogowego sygnalu przetwarzanego, reprezentujacego mierzona zmia¬ ne rezystancji, zbudowany jest z rezystora pomiarowego 1 i rezystora pomocniczego 2 zasilanych ze zródla stalopradowego 16 oraz dwóch wzmacniaczy 3 i 4. Blok wytwarzania sygnalu dodatniego i ujemnego sklada sie z mostka polaczonego z rezystorów 5, 6, 7 i 8 z rezystorem dodatkowym 9 oraz wzmacniacza róznicowego* 10 i przelacznika 11. Integrator 12 stanowi polaczenie wzmacniacza operacyjnego i kondensatorów. Integrator 12 i komparator 13 sa typowymi elementami scalonymi. Blok sterujacy 14 zbudowany jest z uniwibratora scalonego, a przelaczniki 11 i 15 moga byc wykonane w postaci klucza tranzystorowego.

Zasada dzialania ukladu jest nastepujaca. W stanie wyjsciowym oznaczajacym poczatek cyklu przetwarza¬ nia, przelacznik 11 i 15 zalaczone sa w pozycje pierwsza. Sygnal napieciowy pojawiajacy sie na wejsciu integra¬ tora 12 jest calkowany przez staly, uprzednio ustalony, przedzial czasu, po czym przelaczniki 11 i 15 przelacza¬ ne sa w pozycje druga. Calkowanie drugie trwa od chwili gdy integrator 12 odtworzy wartosc z pierwszego calkowania, po czym cykl sie powtarza.

Uklad znajduje zastosowanie w miernictwie, telemetrii, automatyce oraz kontroli przemyslowej i jest zbu¬ dowany z typowych elementów, zwlaszcza scalonych, przez co umozliwia osiagniecie duzej niezawodnosci.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych, ze zródlem stalopradowym wlaczonym szeregowo z rezystorem pomiarowym i rezystorem pomocniczym z uziemionym wezlem polaczenia szeregowego rezystora pomiarowego i rezystora pomocniczego, natomiast do przeciwnych konców rezystora pomiarowego i pomocniczego polaczone sa wzmacniacze, wyjscia których poprzez rezystory polaczone sa w wezle sumacyj- nym, zas równoczesnie integrator polaczony jest z komparatorem, który polaczony jest z blokiem sterujacym sprzezone przelaczniki, znamienny tym, ze ma przelacznik (15), którego wejscie polaczone jest z we¬ zlem sumacyjnym, pierwszy zacisk przelacznika polaczony jest z wejsciem integratora, natomiast drugi zacisk przelacznika polaczony jest z uziemieniem, równoczesnie pomiedzy wyjscie wzmacniacza (4) podlaczonego do rezystora pomocniczego (2) i uziemionym punktem odniesienia, wlaczony jest mostek zbudowany z co najmniej czterech rezystorów (5, 6, 7 i 8) oraz z co najmniej jednego rezystora (9) polaczonego równolegle na przemian za pomoca przelacznika (11), zas wyjscie mostka polaczone jest do wejscia wzmacniacza róznicowego (10) polaczo¬ nego dalej z integratorem (12). Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 zl