УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ МОСТОВЫХ ДАТЧИКОВ
MEASURING DEVICE OF VOLTAGE RATIO OF BRIDGE SENSORS

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, получаемой при проведении многофакторных экспериментальных исследований.
Известны устройства для измерения отношения напряжения мостовых датчиков, в которых используются электромеханические элементы, включающие реохорд, реверсивный электродвигатель и электронный усилитель (авт. свид. СССР №180693, опубл. 26.03.1966, Бюл. №8).
Общим недостатком этих устройств является ограниченная функциональная возможность, что затрудняет его использование при многофакторных экспериментальных исследованиях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, принятое за прототип, содержащее рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока (авт. свид. №180693 МПК G01R, Кл. 21е, 30/10, опубл. 26.03.1966, Бюл. №8).
Недостатком этого устройства является ограниченная функциональная возможность, что затрудняет его использование при многофакторных экспериментальных исследованиях.
Техническим результатом заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей для измерения отношения напряжения мостовых датчиков.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков, содержащее рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока, подключенного своим выходом к входной обмотке трансформатора, дополнительно снабжено рабочими и сравнительными мостами, включенными последовательно измерительными диагоналями, при этом рабочие мосты снабжены дополнительными источниками питания, а сравнительные мосты диагоналями питания связаны с дополнительными выходными обмотками трансформатора.
На фигуре 1 представлена блок-схема устройства.
1
n
1
n
1
n
Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков состоит из усилителя переменного тока 1, рабочих (измерительных) мостов 2…2, стабилизированных источников питания 3…3, сравнительных мостов 4…4, трансформатора 5.
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков содержит последовательно соединенные измерительными диагоналями рабочие мосты 2…2 и сравнительные 4…4 мосты, подключенные к входу усилителя переменного тока 1, выход которого связан с входной обмоткой трансформатора 5, при этом диагонали питания мосты 2…2 соединены со стабилизированными источниками питания 3…3 переменного тока, а диагонали питания сравнительных мостов 4…4 подключены к выходным обмоткам трансформатора 5.
Назначение новых элементов схемы - дополнительных рабочих и сравнительных мостов - понятно из их названия.
Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков работает следующим образом.
1
n
На вход усилителя 1, охваченного отрицательной обратной связью, подается с рабочих (измерительных) мостов 2…2 напряжение:
,
где n=1, 2, 3…;
<mrow><msubsup><mi>К</mi><mrow><mi>м</mi><mi>i</mi></mrow><mo>'</mo></msubsup></mrow>
- коэффициент передачи i-ого рабочего (измерительного) моста;
3i
U - напряжение питания i-ого рабочего (измерительного) моста.
1
n
Коэффициенты передачи сравнительных мостов 4…4 определяются отношением:
.
<mrow><msub><mi>k</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>k</mi><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>k</mi><mo>⋅</mo><mi>β</mi></mrow></mfrac></mrow>
Так как коэффициент усиления усилителя 1 с обратной связью равен
, где k - коэффициент усиления усилителя с разомкнутой петлей обратной связи; β - отношение напряжения обратной связи к выходному напряжению усилителя:
.
При k·β>>1
.
Напряжение на выходе усилителя в этом случае:
.
3
1
n
Таким образом, при стабилизированном постоянном питании U мостов 2…2 выходное напряжение усилителя пропорционально отношению суммы коэффициентов передач измерительных мостов к сумме коэффициентов передач сравнительных мостов, что может быть использовано при многофакторных экспериментальных исследованиях.
Образованная следящая система автоматического управления обеспечивает высокую точность результирующих измерений при одновременном измерении нескольких контролируемых параметров.