SU1506365A1

SU1506365A1 - Device for remote measuring of resistor resistance deviation

Info

Publication number: SU1506365A1
Application number: SU874293218A
Authority: SU
Inventors: Валерий Львович Головкин; Владимир Иванович Хозяев
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе; Предприятие П/Я Г-4736
Priority date: 1987-08-03
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1989-09-07

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерени х отклонений сопротивлений различных резистивных датчиков на фоне электромагнитных помех. Цель изобретени - повышение помехозащищенности устройства за счет расширени частотной полосы подавл емых помех - достигаетс путем введени эквивалента 11 входного сопротивлени четырехплечевого измерительного моста. Вследствие того, что дополнительна лини 9 св зи нагружена сопротивлением эквивалента 11, равным сопротивлению нагрузки линии 4 св зи, ток помех на входе усилител 8 равен току помех на выходе линии 4 св зи и, будучи инвертирован усилителем, суммируетс в вершине 12 моста в противофазе с током линии 4 св зи. В результате суммарный ток помех в вершине 12 моста и остальных его резисторах 1,2,3, источнике 6, блоке 7 равен нулю в частотной полосе действи усилител и наводки не оказывают вредного вли ни на работу моста. Частотна полоса подавл емых помех равна частотной полосе пропускани усилител по дифференциальному сигналу. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to measure the deviations of the resistances of various resistive sensors against the background of electromagnetic interference. The purpose of the invention — improving the noise immunity of the device by expanding the frequency band of suppressed interference — is achieved by introducing an equivalent 11 input resistance of a four-arm measuring bridge. Due to the fact that the additional link 9 is loaded with a resistance equivalent to 11 equal to the load resistance of link 4, the noise current at the input of amplifier 8 is equal to the noise current at output of link 4 and, when inverted by the amplifier, is summed up at the top of bridge 12 in antiphase with a current of the communication line 4. As a result, the total noise current at the top 12 of the bridge and its remaining resistors 1,2,3, source 6, block 7 is zero in the frequency band of the amplifier and pickups do not adversely affect the operation of the bridge. The frequency band of the suppressed interference is equal to the frequency bandwidth of the amplifier on the differential signal. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

31503150

Изобретение относитс к электрет- измерительной технике и может быть использовано при измерени х отклонени сопротивлений различных резистинных датчиков на фоне электромагнитных помех .The invention relates to an electret-measuring technique and can be used to measure the deviation of the resistances of various resistive sensors against the background of electromagnetic interference.

Цель изобретени - повышение помехозащищенности устройства за счет расширени частотной полосы подавл - емых помех.The purpose of the invention is to increase the noise immunity of the device by expanding the frequency band of suppressed interference.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство состоит из четырехпле- чего измерительного моста с элемен- тами (калиброванными резисторами) 1-3 в трех плечах и линией 4 св зи с подключенным к ней измер емым резистором 5 в четвертом, измерительном плече , источника 6 питани в диагонали питани моста, измерительно-регистрирующего блока 7 составленного, например , из преобразовател напр жение - код, вычислител и магнитного регистратора , усилител 8, дополни- тельной линии 9 св зи с подключенным к ней резистором 10, эквивалента II входного сопротивлени моста со сю- роны измерительного плеча, включенного последовательно с резистором 10, дополнительной линией 9 св зи и входом усилител 8, выполненного по схеме инвертирующего повторител тока, выход которого подключен к измерительному плечу моста в вершине 12 изме- рительной диагонали.The device consists of a four-gauge measuring bridge with elements (calibrated resistors) 1-3 in three arms and a communication line 4 with a measured resistor 5 connected to it in the fourth measuring arm, a power source 6 in the bridge diagonal, measuring -registering unit 7 made up of, for example, a voltage converter — a code, a calculator and a magnetic recorder, an amplifier 8, an additional communication line 9 with a resistor 10 connected to it, equivalent to the second input impedance of the bridge One arm connected in series with a resistor 10, an additional link 9 and an input of amplifier 8, made according to the inverting current repeater circuit, the output of which is connected to the measuring arm of the bridge at the top 12 of the measuring diagonal.

Дополнительна лини 9 св зи должна выполн тьс идентичной линии св зи 4, т.е. с таким же шагом скрутки и такой же экранировкой, и распола- гатьс р дом с линией 4 св зи на рассто нии от нее не более 0,03 А, где А- длина волны наиболее высокочастотной подавл емой помехи, а сопротивление резистора 10 не должно существенно (более чем на 5%) отличатьс по величине от измер емого сопротивлени резистора 5 и должно располагатьс р дом С ним на рассто нии не более 0,ОЗА. Усилитель В должен иметь низкое входное и высокое выходное сопротивлени . При питании моста посто нным напр жением и существенном смещении повторител по посто нному току целесообразно использование ем- костного выхода повторител (с разв зывающим конденсатором). Повторитель 8 может быть выполнен, например как каскадное coeдиIIeнvle преобрачоваAdditional link 9 should be identical to link 4, i.e. with the same twist pitch and the same shielding, and located next to line 4, the distance from it is no more than 0.03 A, where A is the wavelength of the highest-frequency suppressed interference, and the resistance of resistor 10 should not significantly (by more than 5%) differ in magnitude from the measured resistance of the resistor 5 and should be placed next to it at a distance of not more than 0, OZA. Amplifier B must have a low input and high output impedance. When powering the bridge with DC voltage and at a significant bias of the DC repeater, it is advisable to use the capacitor output of the repeater (with an isolating capacitor). Repeater 8 can be performed, for example, as a cascade transdiae conversion

, ,

5 0 5 0 5 0 5 0

0 0

00

телей тока в напр жение и напр жени в ток на операционном усилителе. Эквивалент 1 1 входного сопротивлени моста со стороны измерительного плеча может представл ть собой двухпо- лтспик, повтор ющий структуру моста (с резисторами 1-3, источником 6, блоком 7), в котором источник 6 и блок 7 заменены R, L, С-двухполюсни- ками, воспроизвод щими их выходные цепи или реализующими их выходные сопротивлени .current to voltage and voltage to current on the op amp. The equivalent 1 1 of the input impedance of the bridge from the measuring arm side can be a two-pole, repeating bridge structure (with resistors 1-3, source 6, block 7), in which source 6 and block 7 are replaced by R, L, С- bipolar, reproducing their output chains or realizing their output resistances.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигнал питани источника 6 создает падени напр жени на резисторах 1-5 моста и разность напр жений на резисторах 3 и 5 измер етс измерительно- регистрирующим блоком 7, преобразующим эту разность напр жений в значение отклонени сопрот1шлени резистора 5 от номинального значени . При воздействии на линию 4 св зи и резистор 5 мешающих электромагнитных полей в них навод тс напр жени и токи помех , которые создают на выходе ли НИИ 4 св зи результирующий ток помехи , вел11чина которого определ етс наводками на измерительное плечо и входным сопротивлением Mocta со ото роны измерительного плеча. Идентичные наводки навод тс на сопротивление резистора 10 и дополнительную линию 9 св зи ввиду расположени этих элементов р дом с peзиcтopdм 5 и линией 4 св зи и идентичности условий воспри ти ими помех. Вследствие того , что дополнительна лини св зи нагружена сопротивлением эквивалента 1, равным сопротивлению нагрузки линии 4 св зи, ток помех на входе усилител 8 равен току помех на выходе линии 4 св зи и, будучи инвертирован усилителем, суммируетс в вершине 12 моста в противофазе с током помех линии 4 св зи. В результате суммарный ток помех в вершине 12 моста и остальных его элементах (резисторах 1-3, источнике 6, блоке 7) равен нулю в частотной полосе действи усилител , и наводки не оказывают вредного вли ни на работу моста. Большое выходное сопротивление усилител 8 обеспечивает отсутствие шунтирующего вли ни выхода усилител на работу моста в его реагировании на сигнгш питани от источника 6. Частотна полоса подавл емых помех равнаThe power signal of source 6 creates a voltage drop across bridge resistors 1-5 and the voltage difference across resistors 3 and 5 is measured by measuring and recording unit 7, which converts this voltage difference to the resistance deviation value of the resistor 5 from the nominal value. When a link 4 and a resistor 5 of interfering electromagnetic fields are applied, voltage and currents are induced in them, which create at the output of the SRI 4 connection the resultant current of interference, the behavior of which is determined by the leads to the measuring arm and the input impedance Mocta rons measuring shoulder. Identical pickups are aimed at the resistance of the resistor 10 and the additional communication line 9 due to the location of these elements near resistive 5 and 4 lines of communication and the identity of the perceived interference conditions. Due to the fact that the additional link is loaded with a resistance equivalent to 1 equal to the load resistance of link 4, the noise current at the input of amplifier 8 is equal to the noise current at output of link 4 and, when inverted by the amplifier, is summed up at the top of bridge 12 in antiphase current interference line 4 communication. As a result, the total noise current at the top 12 of the bridge and its other elements (resistors 1-3, source 6, block 7) is zero in the frequency band of the amplifier, and pickups have no harmful effect on the bridge operation. The large output impedance of the amplifier 8 ensures that there is no shunting effect of the output of the amplifier on the bridge operation in its response to the power supply from source 6. The frequency band of suppressed interference is equal to

частотной полосе пропускани усилител по дифференциальному сигналу.the frequency bandwidth of the amplifier by the differential signal.

Дл эффективной работы устройства необходимо соблюдение указанных условий по следующим причинам.For effective operation of the device, it is necessary to observe the specified conditions for the following reasons.

Относительное различие cTR значений резисторов 5 и 10 и различие cTz модулей сопротивлени эквивалента 1 I и входного сопротивлени моста ограни- ю чивает сверху достихсимый коэффициент К подавлени помех в устройстве значением К „„ „ 5:1/(Л1+сГ2) ; так, приThe relative difference cTR of the values of resistors 5 and 10 and the difference cTz of the impedance modules equivalent to 1 I and the input impedance of the bridge limits from above the achievable interference suppression coefficient K in the device by the value К „„ 5: 1 / (Л1 + сГ2); so with

ПИЯ полосы подавлени усилителем син фазных помех, как в известном устройстве .PIA band suppression of the amplifier of the blue phase noise, as in the known device.

Claims

1. A device for remote measurement of the resistance of the resistor of a resistor, containing a four-shouldered measuring bridge, one arm of which is the communication line with the terminals at its input for connecting the test object, the power source, the outputs of which are connected to the vertices

(0.05 K value, 20. Since bridge meters use 5 diagonal power lines of four arms, for accurate measurements, the nominal measuring bridge, amplifier, output

PIA band suppression common mode amplifier, as in the known device.

Invention Formula

1. A device for remote measurement of the resistance deviation of a resistor, containing a four-shouldered measuring bridge, one arm of which is a communication line with terminals at its input for connecting a test object, a power source whose outputs are connected to the vertices

power diagonal of the four-arm measuring bridge, amplifier, output

the resistance of the resistor 5 is always known, and the provision of cTR + c Z 0.01-0.05 is easy.

The limitation on the location of the linkage of the SRI 4 and 9 at a distance of h 0.03 is determined by the final time the electromagnetic wave travels the distance h and arises in connection with this phase shift of the noise currents of 25

lines x 4 and 9. The relative reduction of cL (np of the K coefficient due to the final h can be estimated using the formula ((360 ° b / d). So, when Vi 0.01 A is obtained (/ k „n 0.065, h 0, RRD is obtained: / K, 1 7. At the interference frequency of 1 MHz (A 300 m), the value of h is 0.03 A 9 m, and at h 3 m, ffK. „0.065. Real h is much less, as additional lines of communication can be laid in close proximity to the main line.

Thus, in the proposed device, the effect is achieved of expanding the frequency band of suppressed interference to the value of the full bandwidth of the amplifier by the differential signal, which is much more significant.

which is connected to the first input of the measuring and recording unit, an additional communication line, to the input terminals of which a resistor is connected, and the first output terminal of which is connected to the top of the power diagonal of the four-shoulder measuring bridge, characterized in that, in order to improve noise immunity, an equivalent is entered into it input resistance of a four-arm measuring bridge, the first terminal of which is connected to the second terminal

0 additional communication line, and the second - with the first input of the amplifier, the second input of which is connected to the first output terminal of the additional communication line, while the output of the amplifier is connected to the first vertex of the measuring diagonal of the four-arm measuring bridge, to the second vertex of the measuring diagonal of which is connected the second input measuring Q recording unit.

2. The device according to claim 1, that is, so that the amplifier is made according to the circuit of the inverting current repeater.

five