SU437981A1

SU437981A1 - DC / DC resistance converter

Info

Publication number: SU437981A1
Application number: SU1805263A
Authority: SU
Inventors: Михаил Борисович Лейтман; Олег Егорович Аверченков; Владимир Александрович Тихонов
Original assignee: Смоленский Филиал Московского Ордена Ленина Энергетического Института
Priority date: 1972-07-04
Filing date: 1972-07-04
Publication date: 1974-07-30

Description

1one

Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, в системах централизованного контрол и автоматического управлени .The invention can be used in information-measuring equipment, in systems of centralized control and automatic control.

Обычно преобразователь активного сопротивлени в посто нный ток состоит из неравновесного моста, усилител выходного напр жени разбаланса моста и двух источников питани , осуществл ющих питание неравновесного моста и усилител . Выходным параметром преобразовател вл етс ток /н, протекающий по сопротивлению нагрузки .Typically, a DC / DC converter consists of a non-equilibrium bridge, an output voltage unbalance amplifier and a bridge and two power supplies that power the non-equilibrium bridge and an amplifier. The output parameter of the converter is the current / n flowing through the load resistance.

Из-за отсутстви общей точки между выходным сигналом ди моста и первым источником питани необходимо выполнение этого источника изолированным от общей точки усилител , а следовательно, и от второго источника питани . Это св зано с определенными трудност ми вследствие емкостной св зи между сетевой обмоткой силового трансформатора и источниками питани . Наличие этой св зи приводит к протеканию по сопротивлени м моста и входной цепи усилител паразитных токов, создающих дополнительное переменное напр жение на входе усилител , которое вносит дополнительную погрещность . Меры, принимаемые дл уменьщени емкостной св зи между источниками.Due to the absence of a common point between the output of the bridge and the first power source, this source must be isolated from the common point of the amplifier, and hence from the second power source. This is due to certain difficulties due to the capacitive coupling between the power winding of the power transformer and the power sources. The presence of this connection leads to the flow of impedance currents along the impedance of the bridge and the input circuit of the amplifier, creating an additional alternating voltage at the input of the amplifier, which introduces additional fault. Measures taken to reduce capacitive coupling between sources.

усложн ют и удорожают изготовление трансформатора .The manufacture of a transformer is complicated and expensive.

В случае необходимости преобразовани сопротивлений нескольких датчиков дл каждого из них обычно исаользуют индивидуальные измерительные преобразователи. При этом все усилители преобразователей могут питатьс одним общим источником, кажда же мостова схема должна питатьс от изолированного источника, стабилизированного с высокой точностью.If it is necessary to convert the resistances of several sensors for each of them, individual measuring transducers are usually used. In this case, all the amplifiers of the converters can be powered by one common source, each bridge circuit should be powered from an isolated source stabilized with high accuracy.

В таких преобразовател х необходимо иметь высокое входное сопротивление усилител , нагружающего мост, так как в противном случае линейность выходной характеристики моста, а следовательно, и преобразовател , ухудщаетс . Кроме того, выходное сопротивление преобразовател часто оказываетс недостаточно больщпм, что приводитIn such converters, it is necessary to have a high input impedance of the amplifier, which loads the bridge, since otherwise the linearity of the output characteristic of the bridge, and hence the converter, is impaired. In addition, the output impedance of the converter is often not large enough, which leads to

к по влению дополнительной погрещности при изменении сопротивлени нагрузки.to the appearance of additional error when changing the load resistance.

Цель изобретени - упрощение схемы преобразовател и повыщение точности измерений .The purpose of the invention is to simplify the converter circuit and increase the measurement accuracy.

Это достигаетс тем, что один из проводов трехпроводной линии св зи соединен вторым проводом этой линии с. общей точкой источника питани , один из эталонных резисторов компенсационной ветви выполнен вThis is achieved by the fact that one of the wires of the three-wire communication line is connected to the second wire of this line c. the common point of the power source, one of the reference resistors of the compensation branch is made in

виде делител с суммарным сопротивлением.the form of the divider with total resistance.

равным суммарному сопротивлению эталонного резистора измерительной ветви, средн точка которого соединена с сопротивлением нагрузки, первый вывод - с упом нутым резистором и вторым полюсом источника питани , второй вывод - с вторым эталонным резистором компенсационной ветви.equal to the total resistance of the reference resistor of the measuring branch, the midpoint of which is connected to the load resistance, the first output to the said resistor and the second pole of the power source, the second output to the second reference resistor of the compensation branch.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого преобразовател , где 1 - измерительна схема (неравновесный мост); 2 - измер емое сопротивление (датчик); 3-6эталонные резисторы, вход/тщие в состав мостовой схемы; 7 - трехпроводна лини св зи , соедин юща датчик с измерительным преобразователем; 8 - схема выделени напр жени разбаланса; 9 и 10 - бесконтактные ключи; 11 - разделительный конденсатор; 12 - усилитель переменного напр жени ; 13 - фазочувствительный демодул тор; 14 - выходной блок; 15 - сопротивление нагрузки; 16 - генератор коммутирующего напр жени ; 17 - источник питани .FIG. 1 shows the block diagram of the proposed converter, where 1 is the measuring circuit (non-equilibrium bridge); 2 - measured resistance (sensor); 3-6 reference resistors, input / bridge circuit components; 7 is a three-wire communication line connecting the sensor to the measuring transducer; 8 is an imbalance voltage release circuit; 9 and 10 - contactless keys; 11 - separation capacitor; 12 - AC power amplifier; 13 - phase-sensitive demodulator; 14 - output unit; 15 - load resistance; 16 - switching voltage generator; 17 - power source.

Преобразователь работает следующим образом .The Converter operates as follows.

Измерительный мост 1, состо щий из резисторов 2-б, питаетс посто нным напр жением и„ , подаваемым относительно общей (заземленной) точки схемы. Этим же напр жением питаетс усилитель 12 переменного напр жени разбаланса At/, которое образуетс с помощью схемы выделени напр жени разбаланса, состо щей из двух поочередно замыкающихс бесконтактных ключей 9 и 10 и разделительного конденсатора 11. Измер емое сопротивление 2, сопротивление первого провода линии св зи R лс, и соединенный последовательно с ними эталонный резистор образуют измерительную ветвь моста . В некоторых случа х между точкой а и проводом /.1с, включают дополнительный эталонный резистор (точку а назовем первым выводом измерительной диагонали а, б моста ).The measuring bridge 1, consisting of resistors 2-b, is supplied with a constant voltage and a "voltage" relative to the common (grounded) point of the circuit. The same voltage is energized by the variable voltage unbalance At / 12, which is formed using an voltage unbalance voltage isolation circuit consisting of two alternately closed contactless switches 9 and 10 and a coupling capacitor 11. The measured resistance 2, the resistance of the first wire of the line connected zi R hs, and the reference resistor connected in series with them form the measuring branch of the bridge. In some cases between point a and wire I.1c, an additional reference resistor is included (point a is called the first pin of the measuring diagonal a, b of the bridge).

Последовательно соединенные эталонные резисторы 4, 5, б и сопротивление второго провода линии св зи образуют компенсационную ветвь моста; точка б соединени резисторов 5 и 6 образует второй вывод измерительной диагонали. Ка; видно из схемы, обе ветви - измерительна м компенсационна , одним своим концом через сопротивление третьего провода линии св зи Rac, заземлены , а другим подключены к второму полюсу источника питани .Consistently connected reference resistors 4, 5, b and the resistance of the second wire of the communication line form the compensation branch of the bridge; The connection point b of resistors 5 and 6 forms the second output of the measuring diagonal. Ka; It can be seen from the diagram, both branches - measuring compensation, with one end through the resistance of the third wire of the communication line Rac, grounded, and the other connected to the second pole of the power source.

Ключи 9 и 10 управл ютс генератором коммутирующего напр жени . Принцип работы схемы выделени напр жени разбаланса по сн етс временной диаграммой, приведенной на фиг. 2. Когда замкнут ключ 9, к точке в подключено выходное напр жение и а измерительной моста; при замыкании ключа 10 подключаетс к точке в выходное напр жение U g компенсационной ветви. Напр жение U содержит посто нUa + U,Keys 9 and 10 are controlled by a switching voltage generator. The principle of operation of the imbalance voltage allocation circuitry is illustrated by the timing diagram shown in FIG. 2. When key 9 is closed, output voltage is connected to point B and to the measuring bridge; when the key 10 is closed, it is connected to a point in the output voltage U g of the compensation branch. Voltage U contains the constant Ua + U,

ную составл ющую 7в„ -numbered component 7c -

и переменную , представл ющую собой напр жение пр моугольной формы с а.мплитудойand a variable representing the voltage of a rectangular shape with an amplitude

/У rj/ U rj

At/ . Переменна составл юща напр жени через разделительный конденсатор 11 попадает на вход усилител 12.At /. The variable voltage across the coupling capacitor 11 is fed to the input of the amplifier 12.

Изменение величины измер емого резистора вызывает разбаланс моста, т. е. приводит к по влению напр жени U д 2At/. Напр жение А(7 усиливаетс усилителем 12, к выходу которого подсодипен фазочувствительный демодул тор 13, управл емый генератором коммутирующего напр жени . К выходу демодул тора подключен выходной блок 14, причем сопротивление нагрузки измерительного преобразовател одним концомA change in the magnitude of the measured resistor causes an imbalance of the bridge, i.e., a voltage U d 2At / appears. Voltage A (7 is amplified by amplifier 12, to the output of which a phase-sensitive demodulator 13 is sub-type, controlled by a switching voltage generator. Output unit 14 is connected to the output of the demodulator, with the load resistance of the measuring transducer at one end

подключено к выходному блоку, а другим - к точке г соединени резисторов мостовой схемы. Такое включение нагрузки благодар высокому выходному сопротивлению каскада с общей базой дополнительно увеличиваетconnected to the output unit, and the other to the connection point g of the bridge circuit resistors. This inclusion of the load due to the high output impedance of the cascade with a common base further increases

выходное сопротивление измерительного преобразовател в целом.output impedance of the transmitter as a whole.

В случае необходимости преобразовани сопротивлений нескольких датчиков все измерительные мосты, включенные по схеме фиг. 1, могут быть записаны от одного общего заземленного источника питани , которым также могут питатьс все усилители.If it is necessary to convert the resistances of several sensors, all measuring bridges connected according to the scheme of FIG. 1, can be recorded from one common grounded power source, which can also power all amplifiers.

Пред.мет изобретени Prev Invention

Преобразователь активного сопротивлени в посто йный ток, содержащий измерительный мост, состо щий из измерительной ветви, в которую включены последовательно соединенные датчик сопротивлени и эталонное сопротивление, компенсационной ветви и трехпроводной линии св зи, один из проводов которой соедин ет датчик сопротивлени и эталонный резистор компенсационной ветви , схему выделени напр жени разбаланса, усилител , фазочувстБИтельного демодул тотора , выходного усилител сопротивлени нагрузки , генератора коммутирующего напр жени и источника питани , отличающийс тем, что, с целью упрощени схемы и повыщени точности измерений, один из проводов трехпроводной линии св зи соединен вторымActive-to-DC resistance converter containing a measuring bridge consisting of a measuring branch, which includes series-connected resistance sensor and reference resistance, a compensation branch and a three-wire communication line, one of whose wires connecting the resistance sensor and the reference resistor of the compensation branch , unbalance voltage isolation circuit, amplifier, phase-to-voltage demodulator of a totor, output load resistance amplifier, generator of a switching voltage Power source, characterized in that, in order to simplify the circuit and improve measurement accuracy, one of the wires of the three-wire communication line is connected to the second

проводом этой линии с общей точкой источника питани , один из эталонных резисторов компенсационной ветви выполнен в виде делител с суммарным сопротивлением, равным суммарному сопротивлению эталонного резистора измерительной ветви, средн точка которого соединена с сопротивлением нагрузки , первый вывод - с упом нутым резистором и вторы.м полюсом источника питани , второй вывод - с вторым эталоннымwire of this line with a common point of the power source, one of the reference resistors of the compensation branch is made in the form of a divider with a total resistance equal to the total resistance of the reference resistor of the measuring branch, the midpoint of which is connected to the load resistance, the first output is with said resistor and sec. power supply pole, the second output - with the second reference

резистором компенсационной ветви.compensating branch resistor.