Инвариантный измерительный мост

 

Область использования: в измерительной технике и может быть использовано для построения параметрических измерительных преобразователей, инвариантных к мультипликативным влияющим факторам. Сущность изобретения: инвариантный измерительный мост содержит четыре преобразователя, включенных в его плечи, источник питания, два измерительных преобразователя напряжения, блок деления. Изобретение позволяет повысить точность преобразования. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для построения параметрических измерительных преобразователей, инвариантных к мультипликативным влияющим факторам.

Известны [1] измерительные мосты, содержащие четыре преобразователя, источник питания, соединенный с вершинами диагонали питания, и измеритель напряжения, включенный в измерительную диагональ моста.

Недостатком известных измерительных мостов является недостаточная точность преобразования из-за влияния на результаты измерения колебаний параметров источников питания.

Цель изобретения повышение точности преобразования за счет обеспечения инвариантности к изменениям параметров источника питания.

Цель достигается тем, что известное устройство, содержащее четыре преобразователя, источник питания, соединенный с вершинами диагонали питания, измеритель напряжения, включенный в измерительную диагональ моста, снабжено вторым измерителем напряжения и блоком деления, причем входы второго измерителя напряжения соединены с вершинами диагонали питания, а выходы первого и второго измерителей напряжения соединены со входами блока деления.

На чертеже изображена схема инвариантного измерительного моста.

Мост содержит четыре преобразователя 1 4, два из которых 1 и 3 плечи дифференциального датчика или датчики, включенные дифференциально. Возможно и другое включение датчиков. Например, все четыре преобразователя датчики, один из преобразователей датчик. С вершинами диагонали питания соединен источник 5 питания, а в измерительную диагональ моста включен первый измеритель 6 напряжения. Второй измеритель 7 напряжения соединен с вершинами диагонали питания. Выходы первого и второго измерителей 6 и 7 напряжения соединены со входами блока 8 деления.

Мост работает следующим образом.

При дифференциальном изменении параметров преобразователей 1 и 3 напряжение в измерительной диагонали моста определяется выражением: где Е Э.Д.С. источника 5 питания; Z_o начальное значение параметров преобразователей 1 и 3; Z₁, Z₂ номинальные значения параметров соответственно преобразователей 2 и 4; Z информативные изменения параметров преобразователей 1 и 3.

Напряжение в диагонали питания моста определяется выражением: U₂ E (2) После пропорционального преобразования в измерителях 6 и 7 напряжения сигналы, определяемые выражениями 1 и 2, поступают на входы блока 8 деления, сигнал на выходе которого равен: При равенстве параметров преобразователей 2 и 4: Z₁ Z₂, сигнал на выходе блока 8 деления определяется выражением:
4
Как видно из выражений 3 и 4, функция преобразования данного измерительного моста не зависит от дестабилизирующих изменений параметров источника питания.

Формула изобретения

Инвариантный измерительный мост, содержащий четыре включенных в его плечи преобразователя, источник питания, соединенный с вершинами диагонали питания моста, измерительный преобразователь напряжения, включенный в измерительную диагональ моста, отличающийся тем, что в него введены второй измерительный преобразователь напряжения и блок деления, причем входы второго измерительного преобразователя напряжения соединены с вершинами диагонали питания моста, а выходы измерительных преобразователей напряжения соединены с соответствующими входами блока деления.

РИСУНКИ

Рисунок 1