SU116949A1

SU116949A1 - Balanced current device for measuring resistances or other electrical quantities

Info

Publication number: SU116949A1
Application number: SU576251A
Authority: SU
Inventors: В.С. Попов
Original assignee: В.С. Попов
Priority date: 1955-03-01
Filing date: 1955-03-01
Publication date: 1957-11-30

Description

Предлагае1мое балансное токовое устройство предназначаетс дл измерени сопротивлени и других электрических величин, а также температуры (косвенным путем ) и относитс к известному типу устройств того же назначени , состо щих из питаемого переменным током моста активных сопротивлений, в одно из плеч которого включаетс измер емое сопротивление, в другое - термосопротивление, подогреваемое нагревателем , включенным в цепь выхода моста через силитель и осуществл ющим отрицательную обратную св зь, обеспечивающую автоматическое самобалансирование моста.The proposed balanced current device is designed to measure resistance and other electrical quantities, as well as temperature (indirectly) and refers to a known type of devices of the same purpose, consisting of active resistance fed by an alternating current, in one of the arms of which includes the measured resistance, in the other, a thermal resistance heated by a heater included in the bridge's output circuit through the silica and performing negative feedback providing automatic self balancing bridge.

Особенностью предлагаемого устройства вл етс включение усилител , выпр мител , нагревател термосопротивлени и измерительного прибора в общую последовательную цепь измерени , подключенную к выходу моста.A feature of the proposed device is the inclusion of an amplifier, rectifier, thermoresistance heater and measuring instrument in a common serial measuring circuit connected to the output of the bridge.

Этим обеспечиваетс упрощени схемы токового балансного устройства , достигаемое использованием одного общего выпр мител в измерительной цепи и в цепи обратной св зи, и возможность применени в диагонали моста измерительного прибора пониженной чувствительности.This provides a simplification of the current balance device, achieved using one common rectifier in the measuring circuit and in the feedback circuit, and the possibility of using a reduced sensitivity meter in the bridge diagonal.

На чертеже представлена принципиальна схема предлагаемого устройства , представл ющего собой мост из активных сопротивлений R, RI, Кз, R4- Сопротивление Ri представл ет собой чувствительный элемент подогревного термосопротивлени , в качестве которого использована тонка проволока из материала с большим температурным коэффициентом сопротивлени , подогреваема током, протекающим по другому проводнику с большим удельным сопротивлением - нагревателю г„.The drawing shows a schematic diagram of the proposed device, which is a bridge of active resistances R, RI, Kz, R4. flowing through another conductor with a high specific resistance - the heater r „.

В случае измерени сопротивлени мост питаетс от вспомогательного источника переменного тока (напр жени ) промышленной или высокой частоты. Величины сопротивлений Rs и следует установить таким образом, чтобы падение напр жени на измер емом сопротивлении Rz было заведомо больше падени напр жени на сопротивлении сравнени . Возникающее в диагонали моста напр жение разбаланса подает№ 116949- 2 -In the case of resistance measurement, the bridge is powered from an auxiliary source of alternating current (voltage) of industrial or high frequency. The resistance values Rs and should be set in such a way that the voltage drop across the measured resistance Rz is obviously greater than the voltage drop across the reference resistance. The unbalance voltage arising in the bridge diagonal gives # 116949-2 -

с на вход усилител У переменного тока. Напр жение, снимаемое с выхода усилител У детектируетс . Дл выделени посто нной составл ющей в .пульсирующем токе, полученном на выходе выпр мител В, и дл предохранени системы от автоколебаний служат конденсатор С и индуктивность L. Посто нна слагающа выпр мленного тока протекает по цепи измерени через измерительный прибор И и нагреватель г термосопротивлени - чувствительного элемента Ri.with the input of the amplifier AC. The voltage taken from the output of the amplifier Y is detected. To isolate the DC component in the pulsating current obtained at the output of the rectifier B, and to protect the system from self-oscillations, use a capacitor C and an inductance L. sensitive element Ri.

В результате подогрева чувствительного элемента его сопротивление увеличиваетс до тех пор, пока падение напр жени на измер емом сопротивлении 2 не будет в основном скомпенсировано падением напр жени на чувствительном элементе. Величина разности этих напр жений может быть сделана достаточно малой путем увеличени коэффициента усилени усилител У.As a result of the heating of the sensing element, its resistance increases until the voltage drop across the measured resistance 2 is mainly compensated for by the voltage drop across the sensitive element. The magnitude of the difference between these voltages can be made sufficiently small by increasing the gain of the amplifier Y.

Величина вспомогательного тока, питающего мост, не вызывает значительного дополнительного пагрева чувствительного элемента, поскольку в этом случае возрастает его сопротивление и дл равновеси моста требуетс другое значение линейного тока.The magnitude of the auxiliary current supplying the bridge does not cause a significant additional penetration of the sensitive element, since in this case its resistance increases and a different value of the linear current is required to balance the bridge.

При равновесии моста каждому значению измер емой величины отвечает определепное значение тока в цепи измерени .When the bridge is in equilibrium, each measured value corresponds to a definite current value in the measuring circuit.

При использовании предлагаемого устройства дл измерени температуры достаточно в одно из плеч моста (АВ или СД) включить термометр сопротивлени , либо, если речь идет об измерении низких темоеоатур , использовать в качестве термометра сопротивлени непосредственно чувствительный элемент - термосопротивление R, поместив в остальные плечи моста известные линейные сопротивлени . В результате, величина линейного тока будет служить мерой измер емой температуры.When using the proposed device for measuring temperature, it is sufficient to include a resistance thermometer in one of the bridge arms (AV or SD), or, in the case of measuring low temoeoatures, use the sensing element R directly as the resistance thermometer, placing linear resistances. As a result, the magnitude of the linear current will serve as a measure of the measured temperature.

Дл измерени величины переменного тока (напр жени ) промышленной или высокой частоты в плечо АВ вместо неизвестного линейного сопротивлени Rz следует включить нелинейное термосопротивление (например , лампу накаливани ). Если нелинейное сопротивление имеет отрицательный температурный коэффициент (например, термистор), то его следует поместить в смежное плечо.To measure the alternating current (voltage) of the industrial or high frequency in the AV arm, instead of the unknown linear resistance Rz, a nonlinear thermal resistance (e.g., incandescent lamp) should be included. If the nonlinear resistance has a negative temperature coefficient (for example, a thermistor), then it should be placed in the adjacent shoulder.

В результате, ток в цепи измерени будет зависеть от величины нелинейного сопротивлени , т. е. от величины переменного тока, питающего мост. Как известно, измерение мощности при помощи болометров (термосопротивлени с косвенным подогревом) основано на изменении сопротивлени чувствительных элементов болометров в результате воздействи тока, протекающего по их подогревател м. Выходным параметром болометрического преобразовател мощности, пропорциональным величине измер емой мощности, вл етс разность сопротивлений чувствительных элементов двух болометров.As a result, the current in the measurement circuit will depend on the magnitude of the nonlinear resistance, i.e., on the magnitude of the alternating current supplying the bridge. As is well known, power measurement using bolometers (indirectly heated thermistors) is based on the change in the resistance of the sensitive elements of the bolometers as a result of the current flowing through their heaters. The output parameter of the bolometric power converter proportional to the measured power is two bolometers.

Если чувствительный элемент одного болометра поместить в плечо ВС, то балансное телеизмерительное устройство будет реагировать на разность сопротивлений этих элементов, т. е. на величину изл1ер емой мощности.If the sensitive element of a single bolometer is placed in the arm of an aircraft, then a balanced telemetering device will react to the difference in resistance of these elements, i.e., to the magnitude of the measured power.

Сопротивление Кг, включенное в плечо АВ последовательно с одним из указанных чувствительных элементов, служит в данном случае дл регулировани начального значени линейного тока, т. е. дл установки желаемого значени тока в цепи при величине измер емой мощности, равной нулю (при условии, что сопротивлени обоих чувствительных элементов равны).The resistance Kg, included in the arm AB in series with one of the indicated sensing elements, serves in this case to regulate the initial value of the linear current, i.e., to set the desired value of the current in the circuit when the measured power is zero (provided that resistances of both sensitive elements are equal).

Следует отметить, что при измерении сопротивлени тока (напр жени ) и мощности переменного тока дл компенсации вли ни окружающей температуры сопротивлепие RZ или должно быть выполнено из материала, имеющего такой же температурпый коэффициент сопротивлени , как и (Сопротивление RiIt should be noted that when measuring the current resistance (voltage) and the AC power to compensate for the influence of the ambient temperature, the resistance RZ or must be made of a material having the same temperature coefficient of resistance as (Resistance Ri