RU2297009C1 - Measuring transformer - Google Patents
Measuring transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297009C1 RU2297009C1 RU2005136753/28A RU2005136753A RU2297009C1 RU 2297009 C1 RU2297009 C1 RU 2297009C1 RU 2005136753/28 A RU2005136753/28 A RU 2005136753/28A RU 2005136753 A RU2005136753 A RU 2005136753A RU 2297009 C1 RU2297009 C1 RU 2297009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- adder
- inputs
- output
- transformer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения информативных изменений активных сопротивлений в условиях нестабильности источника питания и сопротивлений, составляющих преобразователь.The invention relates to measuring technique and can be used to measure informative changes in active resistances in the conditions of instability of the power source and the resistances that make up the Converter.
Известен измерительный преобразователь [1], содержащий шестиплечий мост, состоящий из двух полумостовых ветвей, каждая из которых образована последовательно соединенными первым датчиком, резистором и вторым датчиком. Крайние выводы первого и второго датчиков каждой из ветвей образуют диагональ питания и соединены с выводами источника питания. Противоположные крайним выводы соответственно первого датчика первой ветви и второго датчика второй ветви и аналогичные выводы соответственно второго датчика первой ветви и первого датчика второй ветви образуют измерительные диагонали, к которым соответственно подключены сумматор и вычитатель, выходы которых подключены к устройству деления. Кроме того, резисторы, соединяющие в полумостовых ветвях соответствующие датчики, выполнены точными высокостабильными элементами.Known measuring transducer [1], containing a six-armed bridge, consisting of two half-bridge branches, each of which is formed in series by a first sensor, a resistor and a second sensor. The extreme conclusions of the first and second sensors of each branch form a diagonal of power and are connected to the terminals of the power source. The opposite conclusions of the first sensor of the first branch and the second sensor of the second branch, respectively, and the similar conclusions of the second sensor of the first branch and the first sensor of the second branch, respectively, form measuring diagonals, to which respectively the adder and subtractor are connected, the outputs of which are connected to the division device. In addition, the resistors connecting the corresponding sensors in half-bridge branches are made of highly accurate stable elements.
Недостатком известного устройства является сложность из-за большого количества элементов шестиплечего моста и соответственно высокая погрешность, обусловленная, кроме этого, стабильностью резисторов, включенных между датчиками. Анализ выражения погрешности для данного устройства, опубликованный в [2], показал ошибочность утверждения, что использование точных высокостабильных резисторов в плечах устройства позволяет уменьшить погрешность от нестабильности чувствительности моста вследствие изменения параметров элементов измерительной цепи от температуры и времени [1].A disadvantage of the known device is the complexity due to the large number of elements of the six-armed bridge and, accordingly, a high error due, in addition, to the stability of the resistors connected between the sensors. An analysis of the expression of the error for this device, published in [2], showed the error of the statement that the use of accurate highly stable resistors in the arms of the device can reduce the error from the instability of the bridge sensitivity due to changes in the parameters of the measuring circuit elements from temperature and time [1].
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является измерительный преобразователь [2], также содержащий шестиплечий мост, состоящий из двух полумостовых ветвей, каждая из которых образована последовательно соединенными первым датчиком, резистором и вторым датчиком. Крайние выводы первого и второго датчиков каждой из ветвей образуют диагональ питания и соединены с выводами источника питания. Преобразователь содержит также два измерительных усилителя, подключенных своими входами соответственно к первой и второй измерительной диагонали моста, а выходами - к соответствующим входам сумматора и вычитателя, выходы которых соединены с соответствующими входами устройства деления, а резисторы, соединяющие в полумостовых ветвях соответствующие датчики, выполнены из того же материала и по той же технологии, что и датчики.The closest in technical essence to the claimed one is a measuring transducer [2], also containing a six-armed bridge, consisting of two half-bridge branches, each of which is formed in series by a first sensor, a resistor and a second sensor. The extreme conclusions of the first and second sensors of each of the branches form a diagonal of power and are connected to the terminals of the power source. The converter also contains two measuring amplifiers connected by their inputs to the first and second measuring diagonal of the bridge, and outputs - to the corresponding inputs of the adder and subtractor, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the division device, and the resistors connecting the corresponding sensors in the half-bridge branches are made of the same material and the same technology as the sensors.
Недостатком известного устройства является сложность из-за большого количества элементов шестиплечего моста и соответственно погрешность, обусловленная большим количеством элементов в измерительной цепи.A disadvantage of the known device is the complexity due to the large number of elements of the six-armed bridge and, accordingly, the error due to the large number of elements in the measuring circuit.
Техническим результатом является упрощение устройства и повышение точности измерения за счет сокращения количества элементов в измерительной цепи.The technical result is to simplify the device and improve the accuracy of the measurement by reducing the number of elements in the measuring circuit.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем два дифференциально включенных первичных преобразователя, соединенных последовательно в цепь с источником питания и разделенных между собой третьим преобразователем, выполненным, например, в виде резистора, два измерительных усилителя, вычитатель, сумматор и блок деления, к соответствующим входам которого подключены выходы вычитателя и сумматора, входы первого измерительного усилителя подключены к несмежным выводам первого первичного преобразователя и включенного последовательно с ним третьего преобразователя (резистора), входы второго измерительного усилителя подключены к несмежным выводам второго первичного преобразователя и включенного последовательно с ним третьего преобразователя (резистора), выход первого измерительного усилителя подключен к прямому входу вычитателя, к инвертирующему входу которого подключен выход сумматора, а выход второго измерительного усилителя подключен к одному из входов сумматора, к второму входу которого подключен выход вычитателя.The technical result is achieved by the fact that in the known device containing two differentially switched primary converters connected in series with a power source and separated by a third converter, made, for example, in the form of a resistor, two measuring amplifiers, a subtractor, an adder and a division unit, to the corresponding inputs of which the outputs of the subtractor and the adder are connected, the inputs of the first measuring amplifier are connected to the non-adjacent terminals of the first primary converter and connected in series with the third converter (resistor), the inputs of the second measuring amplifier are connected to non-adjacent terminals of the second primary converter and the third converter (resistor) connected in series with it, the output of the first measuring amplifier is connected to the direct input of the subtractor, to the inverting input of which the output of the adder is connected, and the output of the second measuring amplifier is connected to one of the inputs of the adder, to the second input of which the output of the subtractor is connected.
В результате упрощается устройство за счет уменьшения числа элементов в первичной измерительной цепи и соответственно повышается его точность.As a result, the device is simplified by reducing the number of elements in the primary measuring circuit and, accordingly, its accuracy is increased.
На чертеже показана схема измерительного преобразователя.The drawing shows a diagram of a measuring transducer.
Измерительный преобразователь содержит два дифференциально включенных первичных преобразователя 1 и 2, разделенных между собой третьим преобразователем 3, выполненным, например, в виде резистора, и соединенных последовательно в цепь с источником питания 4, два измерительных усилителя 5 и 6, вычитатель 7, сумматор 8 и блок 9 деления. Входы первого измерительного усилителя 5 подключены к несмежным выводам первого первичного преобразователя 1 и включенного последовательно с ним третьего преобразователя 3, входы второго измерительного усилителя 6 подключены к несмежным выводам второго первичного преобразователя 2 и включенного последовательно с ним третьего преобразователя 3. Выход первого измерительного усилителя 5 подключен к прямому входу вычитателя 7, к инвертирующему входу которого подключен выход сумматора 8, а выход второго измерительного усилителя 6 подключен к одному из входов сумматора 8, к второму входу которого подключен выход вычитателя 7. Выходы вычитателя 7 и сумматора 8 подключены соответственно к входам делимого и делителя блока 9 деления.The measuring transducer contains two differentially connected primary transducers 1 and 2, separated by a third transducer 3, made, for example, in the form of a resistor, and connected in series with a power source 4, two measuring amplifiers 5 and 6, a subtractor 7, an adder 8 and block 9 division. The inputs of the first measuring amplifier 5 are connected to the non-adjacent terminals of the first primary transducer 1 and the third transducer 3 connected in series with it, the inputs of the second measuring amplifier 6 are connected to the non-adjacent terminals of the second primary transducer 2 and the third transducer 3 connected in series with it. The output of the first measuring amplifier 5 is connected to the direct input of the subtractor 7, to the inverting input of which the output of the adder 8 is connected, and the output of the second measuring amplifier 6 is connected to one of the inputs of the adder 8, to the second input of which the output of the subtractor 7 is connected. The outputs of the subtractor 7 and the adder 8 are connected respectively to the inputs of the dividend and divider of the division unit 9.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При работе устройства изменяются информативные параметры дифференциально включенных первичных преобразователей 1 и 2, например (z+Δz) для преобразователя 1 и (z-Δz) для преобразователя 2, где z - начальное значение параметра, а Δz - информативное приращение параметра.During operation of the device, the informative parameters of the differential transducers 1 and 2 are changed, for example, (z + Δz) for converter 1 and (z-Δz) for converter 2, where z is the initial value of the parameter, and Δz is the informative increment of the parameter.
Измерительные усилители 5 и 6 выбраны таким образом, что их входные сопротивления стремятся к бесконечности, а параметры идентичны. Тогда сигналы на входах измерительных усилителей 5 и 6 определяются соответственно выражениями:Measuring amplifiers 5 and 6 are selected in such a way that their input impedances tend to infinity, and the parameters are identical. Then the signals at the inputs of the measuring amplifiers 5 and 6 are determined respectively by the expressions:
где Е - ЭДС источника питания 4; z3 - номинальное значение параметра преобразователя 3.where E is the EMF of the power source 4; z 3 - nominal value of the parameter of the Converter 3.
Соответственно на выходах измерительных усилителей 5 и 6 сигналы определяются выражениями:Accordingly, at the outputs of the measuring amplifiers 5 and 6, the signals are determined by the expressions:
где k1 и k2 - коэффициенты передачи по напряжению соответственно измерительных усилителей 5 и 6.where k 1 and k 2 are the transmission coefficients for voltage, respectively, of the measuring amplifiers 5 and 6.
Сигналы (3) и (4) поступают на соответствующие входы вычитателя 7 и сумматора 8, на оставшиеся входы которых подаются сигналы перекрестных обратных связей: с выхода сумматора 8 - на инвертирующий вход вычитателя 7, а с выхода вычитателя 7 - на оставшийся вход сумматора 8.Signals (3) and (4) are fed to the corresponding inputs of the subtractor 7 and adder 8, the remaining inputs of which are fed by cross feedback signals: from the output of the adder 8 to the inverting input of the subtractor 7, and from the output of the subtractor 7 to the remaining input of the adder 8 .
Тогда при выполнении условия k1=k2=k сигналы на выходах вычитателя 7 и сумматора 8 определяются соответственно выражениями:Then, when the condition k 1 = k 2 = k is fulfilled, the signals at the outputs of the subtractor 7 and adder 8 are determined respectively by the expressions:
Сигналы (5) и (6) поступают на соответствующие входы блока 9 деления, на выходе которого получают:Signals (5) and (6) are supplied to the corresponding inputs of the division unit 9, at the output of which receive:
Как следует из выражения (7), функция преобразования полученного измерительного преобразователя не зависит от нестабильности параметров источника питания и является линейной.As follows from expression (7), the conversion function of the obtained measuring transducer does not depend on the instability of the parameters of the power source and is linear.
Сокращение вдвое числа первичных преобразователей и резисторов в измерительной цепи упрощает устройство и создает возможности для уменьшения его суммарной погрешности, т.к. каждый дополнительный элемент в схеме является потенциальным источником погрешности. Кроме того, сокращение числа дифференциально включенных первичных преобразователей (датчиков) расширяет функциональные возможности устройства, т.к. в некоторых случаях установка четырех дифференциально включенных первичных преобразователей (датчиков) вызывает практические затруднения.Halving the number of primary converters and resistors in the measuring circuit simplifies the device and creates opportunities to reduce its total error, because each additional element in the circuit is a potential source of error. In addition, the reduction in the number of differentially switched on primary converters (sensors) expands the functionality of the device, because in some cases, the installation of four differentially included primary transducers (sensors) causes practical difficulties.
Источники информацииInformation sources
1. А.с.1195263 СССР, кл. G 01 R 17/10, G 01 В 7/18, 1985, бюл. №44.1. A.s. 1195263 of the USSR, cl. G 01 R 17/10, G 01 B 7/18, 1985, bull. No. 44.
2. Нестеров В.Н. Инвариантные измерительные мосты для измерения крутящего момента // Метрология. - 1992. - №12. - С.33-36, рис.3.2. Nesterov V.N. Invariant measuring bridges for measuring torque // Metrology. - 1992. - No. 12. - S.33-36, Fig. 3.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005136753/28A RU2297009C1 (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Measuring transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005136753/28A RU2297009C1 (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Measuring transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2297009C1 true RU2297009C1 (en) | 2007-04-10 |
Family
ID=38000427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005136753/28A RU2297009C1 (en) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | Measuring transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2297009C1 (en) |
-
2005
- 2005-11-25 RU RU2005136753/28A patent/RU2297009C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS645360B2 (en) | ||
| JP5461944B2 (en) | AD converter provided with band gap reference circuit, and adjustment method of band gap reference circuit | |
| GB2034903A (en) | Transducer bridge amplifier | |
| RU2297009C1 (en) | Measuring transformer | |
| JPS61210965A (en) | Measuring equipment for low resistance | |
| RU2297638C1 (en) | Measuring converter | |
| RU2118826C1 (en) | Invariant measurement converter in the form of voltage divider | |
| RU2586084C1 (en) | Multi-channel converter of resistance of resistive sensors into voltage | |
| RU2341805C1 (en) | Compensating accelerometer | |
| RU2117304C1 (en) | Invariant measuring bridge | |
| RU19324U1 (en) | ELECTRIC SIGNAL PRESSURE CONVERTER | |
| JP2015177205A (en) | offset cancellation circuit | |
| JPS5868615A (en) | Output circuit of magnetic type rotary encoder | |
| SU900132A1 (en) | Strain gauge converter | |
| JP2019092103A (en) | Instrumentation amplifier | |
| SU624109A1 (en) | Multipurpose measuring arrangement | |
| RU1795375C (en) | Method of construction invariant measuring circuit and invariant bridge | |
| RU2121148C1 (en) | Invariant measuring transducer as divider | |
| SU420941A1 (en) | DC BACKGROUND COMPOSITION DEVICE | |
| RU2117951C1 (en) | Invariant measurement converter in the form of voltage divider | |
| RU2293435C1 (en) | Measuring adjustable controller | |
| RU2654905C1 (en) | Device for converting the resistance changes into voltage | |
| JPS582085A (en) | Hall element device | |
| Williams et al. | Design and metrological applications of a low noise, high electrical isolation measurement unit | |
| RU2490783C1 (en) | Selective amplifier for precision analogue-to-digital interface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071126 |