PL101635B1 - A system for measuring resistance variations,particularly minimal ones - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 92490 urzadzenie do pomiaru zmian rezystancji, w którym rezystor pomiarowy, rezystor pomocniczy oraz rezystor ograniczajacy prad wlaczorie sa szeregowo ze zródlem stalopradowym, zas wspólne punkty polaczen rezystora pomiarowego i rezystora pomocniczego sa uziemione, natomiast do kazdego z pozostalych konców rezystora pomiarowego i pomocniczego polaczone sa buforowe wzmacniacze, których wyjscia poprzez rezystory polaczone sa w wezle sumacyjnym, ponadto z wyjsciem bufo¬ rowego wzmacniacza podlaczonego do rezystora pomocniczego polaczony jest dwupozycyjny przelacznik, przy czym zacisk pierwszej pozycji przelacznika polaczony jest bezposrednio z wyjsciem tego buforowego wzmacnia¬ cza, zas zacisk drugiej pozycji przelacznika polaczony jest z buforowym wzmacniaczem poprzez dodatkowy wzmacniacz. Wyjscie dwupozycyjnego przelacznika polaczone jest równiez z wezlem sumacyjnym poprzez re¬ zystor. Z wezlem sumacyjnym polaczony jest integrator, zas wyjscie integratora polaczone jest z pierwszym wejsciem komparatora, natomiast drugie wejscie komparatora polaczone jest z generatorem napiecia piloksztalt- nego. Wyjscie komparatora oddzialywuje na zmiane stanu dwupozycyjnego przelacznika i polaczone jest z cza¬ somierzem.

Opisane urzadzenie ma konwerter analogowo-cyfrowy pracujacy na zasadzie modulacji szerokosci impulsu, wyposazony w integrator, na którego wejscie podaje sie sygnal skladajacy sie z sygnalu dodatniego i ujemnego o tej samej amplitudzie oraz przetwarzany sygnal analogowy, ponadto ma uklad przeznaczony do porównywania sygnalu wyjsciowego integratora i uklad pomiarowy zmian rezystancji, w którym rezystory pierwszy i drugi zasilane sa tym samym pradem i tak sa polaczone, ze sygnal analogowy jest okreslony przez róznice spadków napiec na rezystorach pierwszym i drugim, natomiast sygnaly dodatni i ujemny okreslone sa przez spadek napie¬ cia na drugim rezystorze.

Wada tego rozwiazania jest brak prostej mozliwosci regulacji czulosci, co ogranicza zakres jego stosowania, a ponadto zawiera dodatkowy blok wytwarzajacy napiecie piloksztaltne, majacy wplyw na dokladnosc przetwa¬ rzania.2 101635 Istota wynalazku polega na tym, ze pomiedzy wyjscie wzmacniacza podlaczonego do rezystora pomiarowe¬ go i uziemionym punktem odniesienia wlaczono mostek zbudowany z co najmniej czterech rezystorów oraz z co najmniej jednego rezystora podlaczonego równolegle na przemian do co najmniej jednego z rezystorów mostka, ponadto wyjscie mostka polaczone jest do wejscia wzmacniacza róznicowego wlaczonego dalej do wezla suma- cyjnego. Dzieki wynalazkowi sygnaly dodatni i ujemny sa wytwarzane w mostku pomocniczym zasilanym napie¬ ciem okreslonym przez spadek napiecia na rezystorze pomocniczym.

Uklad wedlug wynalazku wykazuje znaczna czulosc i prostote regulacji tej czulosci poprzez zmiane wartosci rezystora. Uklad umozliwia pomiar bardzo malych zmian rezystancji poprzez przetwarzanie na czesto¬ tliwosc, która jest liniowa funkcja mierzonych zmian rezystancji.

Wynalazek w przykladzie wykonania uwidoczniono na rysunku, który przedstawia schemat ideowy.

Uklad zbudowany jest z bloku wytwarzania analogowego sygnalu przetwarzanego, bloku wytwarzania sygnalu dodatniego i ujemnego, integratora, komparatora i ukladu sterowania przelacznikiem. Blok wytwarzania analogowego sygnalu przetwarzanego sklada sie z rezystora 1, którego zmiany maja byc mierzone i rezystora pomocniczego 2 zasilanych ze zródla stalopradowego 15 oraz dwóch wzmacniaczy 3 i 4. Blok wytwarzania sygnalu dodatniego i ujemnego sklada sie z mostka polaczonego z rezystorów 5, 6, 7 i 8 i dodatkowego rezysto¬ ra 9 oraz wzmacniacza róznicowego 10. Wzmacniacz operacyjny oraz kondensator stanowia integrator 11 i wraz z komparatorem 12 moga byc typowymi obwodami scalonymi. Blok sterujacy 13 jest. zbudowany na przyklad z uniwibratora scalonego, a przelacznik 14 moze byc kluczem tranzystorowym.

Zasada dzialania ukladu jest nastepujaca. W stanie wyjsciowym oznaczajacym poczatek cyklu przetwarza¬ nia, przelacznik 14 zalaczony jest w pozycje 1. Analogowy sygnal przetwarzany pojawiajacy sie na wyjsciach wzmacniaczy 3 i 4 jest sumowany z napieciem pojawiajacym sie na wyjsciu wzmacniacza róznicowego 10 przez scisle zdefiniowany przedzial czasu. Nastepnie przelacznik 14 przelaczany jest w pozycje 2, w której przebywa do chwili gdy napiecie wyjsciowe integratora 11 osiagnie wartosc równa zero, po czym cykl sie powtarza.

Uklad wedlug wynalazku znajduje zastosowanie w miernictwie, telemetrii, automatyce i kontroli przemy¬ slowej, a do jego konstrukcji moga byc wykorzystane elementy typowe, zwlaszcza elementy scalone, co umozli¬ wia osiagniecie duzej niezawodnosci.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad do pomiaru zmian rezystancji, zwlaszcza bardzo malych ze zródlem stalopradowym wlaczonym szeregowo z rezystorem pomiarowym i rezystorem pomocniczym z uziemionymi wspólnymi punktami polaczen rezystora pomiarowego i rezystora pomocniczego, natomiast do przeciwnych konców rezystora pomiarowego i pomocniczego polaczone sa wzmacniacze, wyjscia których poprzez rezystory polaczone sa w wezle sumacyj- nym, z wezlem sumacyjnym polaczone sa szeregowo integrator, komparator oraz blok sterujacy dwustanowym przelacznikiem, znamienny tym, ze pomiedzy wyjscie wzmacniacza (4) polaczonego do rezystora po¬ mocniczego (2) i uziemionym punktem odniesienia wlaczony jest mostek zbudowany z co najmniej czterech rezystorów (5, "6, 7 i 8) oraz z co najmniej jednego rezystora (9) podlaczonego równolegle na przemian do co najmniej jednego z rezystorów mostka, ponadto wyjscie mostka polaczone jest do wejscia wzmacniacza róznico¬ wego (10) wlaczonego dalej do wezla sumacyjnego. Prac. Poligraf. UPPRL naklad 120+18 Cena 45 zl