SU1018026A1 - Измерительный мост посто нного тока - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ ПОСТОЯННО-. .ТО;.ТОКА, содержа1Д1Й мостовую схему, источник питани ,-один полюс которого . подключен к общей шине, операционный усилитё-ль, неинвертйруквдий вход которого подключен к общей мине, инвертирующий - к одной вершине измерительной диагонали, дифференциальный. усилитель, подключенный к измерительной диагонали, о т л и ч а ю щ и и с   тем что, с целью повышени  чувстви-; тельности и помехоустойчивости;в aeroi введены два резистора св зии второй источник питани , один полюс которого подключен к общей шине, а второй . полюс чере.5 балластный резистор подключен к второй вершине диагонали питани , при этом перва  вершина дй-агонали питани  подключена к первому источнику питани  через второй балластный резистор, а выход операционного усилител  через два резистора св зи -подключен к вершинам диагонали питани  , (Л С 00 ьэ о

Description

Изобретение относитс  к измерите ной технике и может быть «спользова при измерении неэлектрических велич с помощью резистивных датчиков, вкл ченных в мостовую схему. Известен измерительный мост пост  нного тока, содержащий мостовую сх му, источник питани , один полюс ко рого подключен к общей шине, а другой - к первой вершине диагонали пи танин, операционный усилитель (ОУ), неинвертирун дйй вход которого подкл чен к общей шине, инвертирующий вхо к одной вершине измерительной диаго нали, а выход - к второй вершине ди агонали питани , дифференциальный усилитель, подключенный к измерительной диагонали. В устройстве обе печиваетс  исключение синфазного сигнала на входах дифференциально го усилител , что значительно снижает требовани  к соответствующим его параметрам Cl} Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствительность так как величина тока питани  мосто вой схемы 3f ограничена выходнь1м то ком ОУ - DO-, . Кроме того, ОУ во многих случа х.работает в режиме многократных перегрузок, что вызывает увеличение времени установлени  напр жени  питани  мостовой схемы UM при импульсном питании MQCTa. Следствием этого  вл етс  снижение быстродействи  устройства. Цель изобретени  - повышение чувствительности и помехоустойчивости . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измерительный мост посто нного тока, содержащий мостовую схему, источник питани , один полюс которого подключен к общей шине операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, инвертируюций вход - к. одной вершине измерительной диагонали , дифференциальный усилитель, подключенный кизмерительной диагонали , введены два резистора св зи и второй источник питани , один полюс которого подключен к общей шине, а второй полюс через балластный ре .зистор подключен к второй вершине диагонали питани , при этом перва  вершина диагонали питани  подключена к первому источнику питани  чере второй Оалластный резистор, а выход операционного усилител  через два резистора св зи подключен к вершинам диагонали питани . На чертеже представлена . схема предлагаемого устройства. Мостова  схема устройства содержит образцовый пол тлост, образованный резистор,ами 1,2, и активный полумост, образованный резисторами 3 и 4, один из которых  вл етс  датчиком. К вершинам 5 и- 6 одной диагонали мостовой схемы подключен дифференциальный усилитель 7, к вершинам 8 и 9.другой диагонали подключен источник 10 питани  через балластные резисторы 11 и 12. К вершине 6 измерительной диагонали подключен такжеинвертирующий вход операционнЬго усилител  (ОУ) 13, выход-которого через резисторы 14 и .15;:с;в зи подключен к вершинам 8 и .9;-диагонали питани . Источник jlO цйтани  составлен из двух блдг .. ков 16 и 17, разнопол рные полюса 18 и 19 которых соединены между, собой и подключены к шине корпуса. Другие полюса блоков 16 и 17  вл ютс  выходными клеммами 20 и 21 источника 10. Дл  вы влени  соотношени  параметров устройства составл ют уравнени  Кирхгофа дл  точек делител , а также дл  трех контуров. Вли ние сопротивлений пррводов 22 и 23 можно привести к сопротивлению резистора 3, поэтому при составлении уравнени  они не учитываютс  . . Кроме того, устройство содержит провод 24 и резисторы 25 и 26. Дл  точек 27, 28 и 29 имеем Г Dxj.- Эа. Три контурных уравнени  имеют вид а«.,Я4. и.2. где и, ил - напр жение источников . 16 и 17 Rp- - сопротивление балластных резисторов 11 и 12; сопротивление резисторов 3 и 4 J Ц - ток, протекающий через резистор 11; Oj - ток, протекающий через резистор 12; Z,-Jfy - ток, протекающий через измерительный мобт; У - ток,протекающий через резистор св зи (Rg) 14; Зб - ток, протекающий через резистор св зи 15; Эд - выходной ток операционного усилител  13. Последние два уравнени  систе№1 (4) составлены, исход  из услови , что в точке б, т.е. в вершине 6 измерительной диагонали, подключенной к инвертирующему входу ОУ, поддерживаетс  потенциал общей шины.

Иэ (1) Ч (2) имеем

,-1Эз 45)

V 4-Oa- 3os t6) С учетом (5) перепШием систему(4)

1 RC

2.i4«:4ft% au4

«aRBOjR4 2U2О)

Реша  систему (7) и введ  обозначени чи и U fU+up; и пренебрега  величийой jMJ&R, можно определить коэффициент отйошени  выходного токаоперационного усилител  к току питани  :иэмерительного ыюста --. . . . . -.::. : : -.

Рол -RcCbg R-uUCft-gRs)

К. : eoi.RV

М&/

-2-Re :

,,(,,

, ,

Выбрав DO)/ т.е. тип операЦйон- ; ного усилител , и.задава сь током

питани  мостаtJ sJ, получим определенный . Затем с учетом величины R и ожидаемых ДК и сГU по .формуле (8) наход т необходимую величину Rg-. в заключение определ ют номиналь.ное значение напр жени . ИСТОЧНИКОВ - и. Так как легко выполн етс  условие , то,, пренебрега  токами 34., величину U наход  по формуле

.tRB)Оптимальна  величина R находитс  в соответствии с выходным сопротивлешаеМ ОУ - R

вых

2R b«Пример . Пустин 100 Ом ДЙ t 3 Ом, К 0,1, (f(l 0,03, DM 0,2 А, R(j 1000 Ом.

Hal основании (8)

(fmR 3+3

V&230 м V CL{.v.+4fO) . ,

,2(50+23)«15,2 В.

Тацсим Образом, в данном устройстве ток питани  мостовой схемы может значительно превышать ток операционного усилител , что приводит к повышению чувствительности и отношени  сигнал/помеха.

Claims (1)

1. : ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ ПОСТОЯННО-. ГО ТОКА, содержащий мостовую схему, источник питания, один полюс которого . Подключен к общей шине, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, инвертирующий вход - к одной вершине измери- усилитель, подключенный к измерительной 'диагонали, о т лич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости;в него^ введены два резистора связи'и второй источник питания, один полюс которого подключен к общей шине, а второй . полюс через. балластный резистор подключен к второй вершине диагонали питания, при этом первая вершина диагонали питания подключена к первому источнику питания через второй балластный резистор, а выход операционного усилителя через два резистора связи подключен к вершинам диагонали пита-