SU842592A1

SU842592A1 - Device for measuring resistance increments

Info

Publication number: SU842592A1
Application number: SU792803828A
Authority: SU
Inventors: Олег Владимирович Галкин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7701
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1979-08-06
Publication date: 1981-06-30

Description

Изобретение относитс к измёрительной технике и может быть исполь .зовано дл измерени активных сопротивлений резистивных преобразовате лей, например тензорезисторов. Известно устройство, в котором п вьаиена точность за счет подавлени помех, действующих в измерительной диагонали мостовой цепи, путем их . взаимного уничтожени при формирова нии выходного сигнала ll Однако в известном устройстве изменение напр жени питани мостовой цепи и коэффициента усилени ус лител приводит к по влению погрешности измерени . Известно также наиболее близкое техническое решение, позвол ющее устранить вли ние нестабильности амплитуды импульса питаний мостовой цепи на результат измерени . Устрой ство состоит из источника опорного напр жени , дифференциального усили тел , выход которого через ключ питани св зан с диагональю питани мостовой цепи, в которую включено и мер емое активное сопротивление, усилител напр жени разбаланса, вход которого св зан с измерительно диагональю мостовой цепи, а выход ч рез ключи синхродетекторов с выходными емкост ми. При этом один вход дифференциального усилител соединен с источником опорного напр жени , а другой - с.одной выходной емкостью. Выходы генератора св заны с управл ющими входами ключей, и импульсы генератора коммутируют ключи в тактовые моменты времени. Регулиру напр жение питани мостовой цепи в соответствии с изменением напр жени переходного процесса, в измерительной диагонали мостовой цепи корректируют выходное напр жение моста при вариаци х сопротивлени ключа питани или при изменени х коэффициента:.усилени усилител разбаланса, чем повышают точность измерени L2. Известное устройство удовлетворительно работает при больших амплитудах напр жени переходного процесса и неизменной посто нной времени переходного процесса. Уменьшение напр жений переходного процесса при использовании мостовой цепи с малыми значени ми реактивности приводит к по влению погрешности измерени приращений..Снижение точности измерени наблюдаетс также при изменени х .крутизны фронтов импульсов питани или при изменени х длины кабельной линии мостовой цепи. . Цель изобретени - повышение точности измерени . .The invention relates to a measuring technique and can be used to measure the resistances of resistive transducers, for example, resistance strain gages. A device is known in which accuracy is achieved by suppressing the disturbances acting in the measuring diagonal of the bridge circuit by means of them. mutual destruction during the formation of the output signal. However, in the known device, a change in the supply voltage of the bridge circuit and the gain factor of the force amplifier leads to a measurement error. It is also known the closest technical solution, which allows eliminating the influence of the amplitude instability of the impulse of the bridge circuit feeds on the measurement result. The device consists of a reference voltage source, a differential force of the body, the output of which, via a power key, is connected to the diagonal of the power supply of the bridge circuit, in which the measured resistance is included, an unbalance voltage amplifier, the input of which is connected to the measuring diagonal of the bridge circuit, and the output is the cut key of the sync detectors with output capacitances. In this case, one input of the differential amplifier is connected to a source of voltage, and the other is connected to one output capacitance. The generator outputs are connected to the control inputs of the keys, and the generator pulses switch the keys at clock points in time. Adjusting the voltage of the bridge circuit in accordance with the change in the voltage of the transient process, in the measuring diagonal of the bridge circuit, adjust the output voltage of the bridge when the power key resistance varies or when the ratio of the unbalance amplifier increases, thereby increasing the accuracy of L2 measurement. The known device works satisfactorily at high amplitudes of the voltage of the transient process and constant transient process time. A decrease in transient stresses when using a bridge circuit with low reactivity values leads to an increase in measurement error of increments. A decrease in measurement accuracy is also observed with changes in the torsion of power supply fronts or with changes in the length of the cable line of the bridge circuit. . The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. .

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени приращений сопротивлени , содержащее источник опорного напр жени , подключенный к первому входу дифференциального усилител , выход которого через ключ питани соединен с диагональю питани мостовой цепи, в которую включен измер емый резистор, усилитель напр жени разбаланса, вход которого соединен с измерительной диагональю мостовой цепи, а выход через ключи синХродетекторов - с выходными конденсаторами, генератор, выходы которого соединены с управл ющими ми ключа питани и ключей синхродетекторов , снабжено дополнительным дифференциальным усилителем, дополнительным ключом и образцовым резистором , причем дополнительный ключ и образцовый резистор соединены между собой последовательно и включены параллельно измер емому резистору, входы дополнительного дифференциального усилител соединены с выходными конденсаторами, а выход - со вторым входом дифференциального усилител , дополнительный выход генератора соединен с управл ющим входом дополнительного ключа.This goal is achieved by the fact that a device for measuring resistors increments, containing a source of reference voltage, is connected to the first input of a differential amplifier, the output of which is connected to the power supply of a bridge circuit through which a power resistor, an unbalance voltage amplifier which is connected to the measuring diagonal of the bridge circuit, and the output through the keys of the sync detectors to the output capacitors, the generator, the outputs of which are connected to the control key pi sync detectors and keys, equipped with an additional differential amplifier, additional key and reference resistor, with an additional switch and an exemplary resistor connected in series with each other and connected in parallel with the resistor, the inputs of the additional differential amplifier are connected to output capacitors, and the output is connected to the second input of the differential amplifier The auxiliary output of the generator is connected to the control input of the auxiliary key.

На фиг. 1 изображена функциональна схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы генератора и сигналы мостовой цепи.FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 timing diagram of the generator and the signals of the bridge circuit.

Устройство состоит из источника 1 опорного напр жени , дифференциального усилител 2, ключа 3 питани , мос.товой цепи 4, измер емого резистора 5, усилител 6 напр жени разбаланса , ключей 7 и 8 синхродетекторов , выходных конденсаторов 9 и 10, дополнительного дифференциального усилител 11, генератора 12, образцового резистора 13 и дополнительного ключа 14.The device consists of a voltage source 1, a differential amplifier 2, a power switch 3, a motor circuit 4, a measuring resistor 5, an unbalance amplifier 6, switches 7 and 8 sync detectors, output capacitors 9 and 10, an additional differential amplifier 11 , generator 12, reference resistor 13 and additional key 14.

Источник 1 опорного напр жени соединен с одним из входов дифференциального усилител 2, выход которого через ключ 3 соединен с диагональю питани мостовой цепи 4, в плечо которой включен измер емый резистор 4. Вход усилител 6 напр жени соединен с измерительной диагональю мостовой цепи 4, а выход через ключи 7 и 8 синхродетекторов с выходными конденсаторами 9 и 10, к которым подключены входы дополнительного дифференциального усилител 11. Выход дополнительного дифференциального усилител 11 соединен со вторым входом дифференциального усилител 2, а к измер емому резистору 5 подключены параллельно образцовый резистор 13 и дополнительный ключ14 , соединенные между собой последовательно . Выходы генератора 12 соединены с управл ющими входами ключей 3, 7, 8, 14.The source 1 of the reference voltage is connected to one of the inputs of the differential amplifier 2, the output of which is connected via a switch 3 to the diagonal of the power supply of the bridge circuit 4, the arm of which includes the measured resistor 4. The input of the voltage amplifier 6 is connected to the measuring diagonal of the bridge circuit 4, and the output through the keys 7 and 8 sync detectors with output capacitors 9 and 10, to which the inputs of the additional differential amplifier 11 are connected. The output of the additional differential amplifier 11 is connected to the second differential input of y ilitel 2, and measured for emomu resistor 5 connected in parallel with resistor 13 and exemplary additional klyuch14 interconnected in series. The outputs of the generator 12 are connected to the control inputs of the keys 3, 7, 8, 14.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Импульсы с генератора 12 поступают на ключ 3 .питани и во врем действи импульса питани в измерительной диагонали формируетс сигнал , который пропорционаленизмер емому приращению. Усиленный сигнал разбаланса с выхода усилител 6 поступает через ключ 8 синхродетектора, открываемый на короткое врем , на конденсатор 9 и зар жает последний до выходного напр жени усилител .б. Во втором такте генератор 12 открывает ключ 3 и одновременно с этим открывает дополнительный ключ 14, шунтиру при этом измер емый резистор 5 и создава контрольное приращение. Напр жение, разбаланса мостовой цепи 4, пропорциональное сумме измер емого и контрольного приращений, аналогично первому такту поступает через ключ 7 на конденсатор 10. Выходные напр жени на выходных конденсаторах 9 и 10 практически не измен ютс в течение двух тактов из-за высокого входного сопротивлени дополнительного дифференциального усилител 11. Разность этих напр жений, при незначительном изменении измер емого приращени за два такта,, пропорциональна контрольному приращению , которое при высокостабильном образцовом рез.исторе 13 и малом сопротивлении дополнительного ключа 14 в открытом состо нии неизменно. Выходное напр жение дополнительного дифференциального усилител 11 сравниваетс с напр жением источника 1 опорного напр жени , и разность этих напр жений, усиленна дифференциальным усилителем 2, через ключ питани 3 поступает на диагональ питани мостовой цепи 4.The pulses from the generator 12 arrive at the key of the power supply and during the action of the power pulse in the measuring diagonal a signal is generated that is proportional to the increment. The amplified unbalance signal from the output of the amplifier 6 is fed through the switch 8 of the sync detector, which is opened for a short time, to the capacitor 9 and charges the latter up to the output voltage of the amplifier. In the second cycle, the generator 12 opens the key 3 and at the same time opens the additional key 14, while shunting the measured resistor 5 and creating a control increment. The voltage, imbalance of the bridge circuit 4, is proportional to the sum of the measured and control increments, similarly to the first clock stroke, through the switch 7 to the capacitor 10. The output voltages at the output capacitors 9 and 10 remain almost unchanged for two cycles due to the high input resistance additional differential amplifier 11. The difference of these voltages, with a slight change in the measured increment in two cycles, is proportional to the control increment, which with a highly stable reference cut. Torus 13 and low resistance additional key 14 in an open state unchanged. The output voltage of the additional differential amplifier 11 is compared with the voltage of the source 1 of the reference voltage, and the difference of these voltages, amplified by the differential amplifier 2, through the power key 3 enters the diagonal power supply of the bridge circuit 4.

При изменении сопротивлени ключа 3 питани или коэффициента усилени усилител 6 происходит пропорциональное изменение выходного напр -жени с выходного конденсатора 9 и контрольного с выхода дополнительного дифференциального усилител 11. При их увеличении уменьшаетс разность опорного напр жени источника 1 и контрольного напр жени с выхода дополнительного дифференциального усилител 11, что приводит к уменьшению амплитуды импульса питани мостовой цепи 4 и, fоответственно , к коррекции выходного напр жени моста на выходном -конденраторе 9,When the key resistance 3 of the supply or the gain of the amplifier 6 is changed, the output voltage from the output capacitor 9 and the control output of the additional differential amplifier 11 changes proportionally. As they increase, the difference between the reference voltage of the source 1 and the test voltage from the output of the additional differential amplifier 11, which leads to a decrease in the amplitude of the supply voltage of the bridge circuit 4 and, accordingly, to the correction of the output voltage of the bridge at the output Ndenratore 9,

Рассмотренное устройство работает независимо от напр жений переходных процессов в измерительной диагонали мостовой цепи 4. Это достигает с подачей импульсов на ключи 7 и 8 синхродетекторов после окончани The considered device operates independently of the voltage transients in the measuring diagonal of the bridge circuit 4. It achieves by applying pulses to the keys 7 and 8 sync detectors after the termination

переходных процессов на выходе усилител 6, как показано на временной диаграмме работы генератора (фиг.2).transients at the output of the amplifier 6, as shown in the timing diagram of the generator (figure 2).

Таким образом, за счет введени коррекции по образцовому приращению и .исключени из корректирующей цепи напр жени переходного процесса в предлагаемом устройстве повышаетс точность измерени приращени .Thus, by introducing a correction for the reference increment and excluding from the correction voltage of a transient process, the proposed device improves the accuracy of the increment measurement.

Claims

1. Authors certificate of the USSR 634127, cl. G 01 L 3/10, 1977.

2.Assignment of the USSR on the application 2601225/21,

cl. G 01 R 17/10, 1978.

BblKOdl. i

Pavement exit uenu

In in off

Bibidis

Output 1U

s