Przedmiotem wynalazku jest mostek pradu przemiennego, przeznaczony zwlaszcza do pomiaru niskich temperatur za pomoca termometrów pólprzewodnikowych.Z artykulu: E. Zair, A.J. Greenfield „An ac Bridge Circuit for Low Temperature Thermometry44, zamieszczonego w czasopismie „Rev. Sci. Instrumu, vol. 44, nr 6/1973 r., znany jest mostek pradu przemien¬ nego, skladajacy sie z rezystora wzorcowego, szeregowo polaczonego z termometrem pólprzewodnikowym, do których jest dolaczone zródlo pradu przemiennego, przy czym zacisk zródla polaczony z pradowym doprowadzeniem termometru jest uziemiony. Napieciowe doprowadzenia termometru i rezystora wzorco¬ wego sa polaczone z wtórnikami napiecia o duzej rezystancji wejsciowej. Wyjscia wtórników polaczonych z termometrem sa polaczone z wielodekadowym, indukcyjnym dzielnikiem napiecia, stanowiacym uklad do równowazenia mostka, a wyjscia dwóch pozostalych wtórników sa polaczone z rezystorami stanowiacymi pomocnicze ramiona stosunkowe mostka. Wyjscie indukcyjnego dzielnika napiecia jest polaczone z rezysto¬ rami stanowiacymi glówne ramiona stosunkowe mostka. Miedzy punkty polaczen pomocniczych i glównych ramion stosunkowych mostka jest wlaczony wskaznik stanu równowagi mostka.Znany mostek pradu przemiennego charakteryzuje sie hiperboliczna zaleznoscia mierzonej rezystancji od nastawianej przekladni regulacyjnego dzielnika napiecia, co uniemozliwia wyskalowanie mostka w jednostkach rezystancji. Mostek umozliwia pomiar rezystancji o wartosciach co najwyzej równych rezystan¬ cji rezystora wzorcowego. W celu zmiany zakresów pomiarowych mostka, istnieje zatem koniecznosc uzycia wielu rezystorów wzorcowych, o róznych wartosciach rezystancji. Ponadto rezystory stosunkowe mostka musza miec rezystancje rzedu kilkudziesieciu kiloomów, wymagana_ze wzgledu na niemozliwosc obciazania wtórników napiec, a to z kolei powoduje duze bledy pomiaru, wynikajace z klasy rezystorówstosunkowych.Rezystory te sa podatne na wplyw temperatury otoczenia, sa zródlem niestabilnosci i zmniejszenia czulosci mostka.Istota wynalazku polega na zmodyfikowaniu ukladu znanego mostka pradu przemiennego, w którym do zmiany zakresu pomiarowego zastosowano transformator o regulowanej przekladni, wlaczony miedzy wyjscia wtórników napiec dolaczonych do rezystora wzorcowego a wejscie indukcyjnego dzielnika napiecia, sluzacego do równowazenia mostka. Ponadto uziemiony zostal punkt polaczenia rezystora wzorcowego z elementem o mierzonej rezystancji, a w obwód doprowadzenia pradowego tego elementu jest wlaczony wzmacniacz, zmniejszajacy rezystancje doprowadzen pradowych. Ramiona stosunkowe mostka sa wykony¬ wane w postaci indukcyjnych dzielników napiec.2 118376 Mostek pradu przemiennego wedlug wynalazku charakteryzuje liniowa zaleznosc mierzonej rezystancji od nastawionej przekladni indukcyjnego dzielnika napiecia, sluzacego do równowazenia mostka. Zastoso¬ wanie transformatora o regulowanej przekladni umozliwia uzyskanie szerokiego zakresu pomiarowego mostka, bez koniecznosci uzywania wielu rezystorów wzorcowych. Wykonanie ramion stosunkowych mostka w postaci indukcyjnych dzielników napiec zwieksza dokladnosc podzialu napiec, zmniejsza rezystan¬ cje wyjsciowa mostka do poziomu kilku omów, co zwieksza czulosc ukladu. Ponadto; zmiana punktu uziemienia mostka, w porównaniu ze znanym ukladem, powoduje kilkakrotne zmniejszenie bledów wzmoc¬ nienia wtórników napiec. Mostek wedlug wynalazku umozliwia wykorzystanie pelnego sygnalu pomiaro¬ wego, dzieki dolaczeniu transformatora i regulacyjnego dzielnika napiecia od strony rezystora wzorcowego.Przedmiot wynalazkujest objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy mostka praciu przemiennego do pomiaru temperatury w zakresie od 1K do 100 K.Przykladowy mostek wedlug wynalazku zawiera germanowy termometr 1, którego pradowe doprowa¬ dzenia sa polaczone szeregowo z operacyjnym wzmacniaczem 2, wzorcowym rezystorem 3 i zródlem 4pradu przemiennego, przy czym punkt polaczenia wzorcowego rezystora 3 i nieodwracajacego wejscia wzmacnia¬ cza 2 jest uziemiony. Kazde z napieciowych wyprowadzen wzorcowego rezystora 3 i germanowego termome¬ tru 1 jest polaczone z wejsciem jednego z wtórników 5 napiec. Wyjscia wtórników 5 napiec, polaczonych z wzorcowym rezystorem 3, sa polaczone z pierwotnym uzwojeniem transformatora 6, o regulowanej prze¬ kladni, a wtórne uzwojenie transformatora 6 jest polaczone z wejsciem wielodekadowego, indukcyjnego dzielnika 7 napiecia, sluzacego do równowazenia mostka. Transformator 6 stanowi uklad zmiany zakresu pomiarowego mostka. Ramiona stosunkowe mostka sa wykonane w postaci indukcyjnych dzielnikównapiec 8,9, przy czym wejscie pierwszego indukcyjnego dzielnika 8jest wlaczone miedzy wyjscie wielodekadowego, indukcyjnego dzielnika 7 a wyjscie wtórnika 5 napiecia, dolaczonego do jednego z wyprowadzen napiecio¬ wych germanowego termometru 1, natomiast wejscie drugiego indukcyjnego dzielnika 9 jest wlaczone miedzy wyjscie drugiego wtórnika 5, dolaczonego do germanowego termometru 1, a wyjscie wtórnika 5, dolaczonego do uziemionego punktu mostka. Miedzy wyjscia indukcyjnych dzielników napiec 8,9 stanowia¬ cych ramiona stosunkowe mostka, jest wlaczony wskaznik 10 stanu równowagi.Po doprowadzeniu pradu zasilajacego do ukladu mostka, dobierajac przekladnie transformatora 6 i regulujac nastawienie wielodekadowego, indukcyjnego dzielnika 7, sprowadza sie wskazanie wskaznika 10 stanu równowagi do zera. Z warunku równowagi mostka wyznacza sie mierzona rezystancje z zaleznosci npRN, gdzie Rn — rezystancja wzorcowego rezystora 3, p — przekladnia transformatora 6, n —przekladnia indukcyjnego dzielnika 7. Dzieki zastosowaniu transformatora 6 do zmiany zakresu pomiarowego mostka, wlaczeniu dzielnika 7 od strony wzorcowego rezystora 3 oraz uziemieniu punktu polaczenia rezystora wzorcowego 3 z termometrem 1, uzyskuje sie liniowa zaleznosc rezystancji termometru 1 od nastawionej przekladni indukcyjnego dzielnika 7. Wlaczenie w obwód doprowadzenia pradowego termometru 1 opera¬ cyjnego wzmacniacza 2 pozwala na zredukowanie rezystancji doprowadzenia do wartosci k razy mniejszej, przy czym k oznacza wspólczynnik wzmocnienia wzmacniacza 2 w otwartej petli. Wykonany mostek pradu przemiennego umozliwia pomiar rezystancji w zakresie od 10 omów do 100 kiloomów z niedokladnoscia 0,005%-0,1%, przy dyssypacji mocy w termometrze 1 ponizej 10"8W, rezystancji doprowadzen napieciowych i pradowych termometru o wartosci 30% rezystancji termometru, przy czestotliwosci pradu zasilajacego od 20 Hz do 400 Hz. Uzyskana dokladnosc pomiaru rezystancji umozliwia pomiar temperatury w zakresie 1-100 K, z niedokladnoscia 0,5 mK.Zastrzezenie patentowe Mostek pradu przemiennego, zawierajacy dwa pomocnicze ramiona stosunkowe, polaczone poprzez wtórniki napiecia z elementem o mierzonej rezystancji, wlaczonym szeregowo wrazzrezystorem wzorcowym w obwód zasilania mostka, przy czym rezystor wzorcowy jest polaczony z wejsciami dwóch kolejnych wtórników napiec, oraz majacy dwa glówne ramiona stosunkowe, z których jedno jest polaczone z wyjsciem jednego z wtórników dolaczonych do rezystora wzorcowego, a ponadto zawierajacy regulacyjny dzielnik indukcyjny napiecia, znamienny tym, ze jest wyposazony w transformator (6) o regulowanej przekladni, którego wejsciejest polaczone z wyjsciami wtórników napiec (5) dolaczonych do wzorcowego rezystora (3), a wyjscie transformatora (6) jest polaczone poprzez regulacyjny, indukcyjny dzielnik napiecia (7) z jednym z glównych ramion stosunkowych mostka, przy czym punkt polaczenia wzorcowego rezystora (3) z elementem (1) o mierzonej rezystancji jest uziemiony, a w obwód doprowadzenia pradowego tego elementu (1) jest wlaczony wzmacniacz (2), natomiast ramiona stosunkowe mostka sa wykonane w postaci indukcyjnych dzielników napiecia (8, 9).118 37* 5 "7 & E 5 "7 6 7 n fSli LJ_i_ n ^ ™ u 8 [Z PL