PL203368B1 - Układ konwersji zmian rezystancji na napięcie - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ konwersji zmian rezystancji na napięcie.

Konwersja zmian rezystancji na napięcie ma zastosowanie w wielu dziedzinach techniki jak na przykład w termometrii, anemometrii, tensometrii, katarometrii, itp. Znany jest konwerter mostkowy, którego ramiona stanowią cztery rezystory o takiej samej rezystancji, przy czym rezystancja jednego z rezystorów ulega zmianom pod wpływem czynnika zewnętrznego, zaś do węz ła wejściowego mostka jest podłączone źródło napięcia. Napięcie wyjściowe w konwerterze zbudowanym na takim układzie jest wprost proporcjonalne tylko dla małych zmian rezystancji jednego z rezystorów.

Znany jest na przykład z podręcznika V.S. Gutnikowa p.t. „Primienienie operatsionnyh usilitieley v izmieritielnoy tehnikie”, wyd. Energiya 1975, Leningrad, wzmacniacz mostkowy z kompensacją nieliniowości zależności napięcia od zmiany rezystancji, składającego się z mostka Wheatstone'a, którego ramiona stanowią rezystory o takiej samej rezystancji, a do węzła wejściowego jest podłączone stabilne źródło napięcia, przy czym do węzłów wyjściowych mostka przyłączone są wejścia wzmacniacza. A ponadto wejście nieodwracające wzmacniacza jest połączone z jego wyjściem poprzez rezystor stanowiący gałąź dodatniego sprzężenia zwrotnego. Również wejście odwracające wzmacniacza jest połączone z jego wyjściem poprzez rezystor. Liniowość tego konwertera zależy od dokładnego dobrania wartości rezystancji poszczególnych rezystorów.

Zgodnie z wynalazkiem dwa ramiona mostka stanowią dwa źródła prądowe. Źródło prądowe jest zestawione z tranzystora polowego lub tranzystora z izolowaną bramką i połączonego z nim szeregowo rezystora wzorcowego, oraz ze wzmacniacza, którego wejście odwracające jest odłączone do źródła napięcia referencyjnego, natomiast wejście nieodwracające wzmacniacza jest włączone pomiędzy źródłem tranzystora a rezystorem wzorcowym. Wejście odwracające wzmacniacza jest dołączone do źródła napięcia referencyjnego za pośrednictwem dzielnika napięcia. W jednym z ramion mostka źródło napięcia referencyjnego jest dołączone za pośrednictwem regulowanego dzielnika napięcia.

Układ taki nie jest wrażliwy na wahania napięcia zasilającego na wejściu mostka, a zmiany napięcia na węzłach wyjściowych mostka są wprost proporcjonalne do zmian rezystancji jednego z rezystorów umieszczonych w ramionach mostka.

Przedmiot wynalazku jest pokazany na rysunku w przykładzie wykonania, przedstawiającym schemat ideowy układu.

Do wejściowego węzła mostka jest dołączone źródło napięcia E. Jedno z ramion mostka stanowi rezystor R1, którego rezystancja ulega zmianie pod wpływem czynnika zewnętrznego, a drugie ramię stanowi rezystor R2 o stałej rezystancji. Dwa pozostałe ramiona mostka stanowią źródła prądowe ZP, z których każde jest zestawione z polowego tranzystora T i połączonego z nim szeregowo rezystora wzorcowego R0 oraz wzmacniacza OA, przy czym bramka tranzystora T jest połączona z wyjściem wzmacniacza OA, natomiast źródło tranzystora T połączone jest z wejściem nieodwracającym wzmacniacza OA. Do wejścia odwracającego wzmacniacza OA podłączone jest za pośrednictwem dzielnika napięcia DN1 lub DN2 źródło napięcia referencyjnego Vref, przy czym dzielnik napięcia DN2 jest regulowany.

Przed rozpoczęciem pomiaru zmian rezystancji mostek doprowadza się do stanu równowagi, w którym speł niony jest warunek równoś ci spadków napięć na rezystancji R1 i R2, co powoduje ż e napięcie na zaciskach miernika M przyłączonego do wyjściowych węzłów mostka jest zerowe. W przypadku zmiany rezystancji rezystora R1 napięcie wskazywane przez miernik M jest równe iloczynowi natężenia prądu płynącego przez rezystor R1 i wartość zmiany rezystancji tego rezystora.

Claims (2)

1. Układ konwersji zmian rezystancji na napięcie zbudowany na mostku, którym do węzła wejściowego podłączone jest źródło napięcia zasilającego, a dwa ramiona mostka stanowią rezystory obciążenia, z których jednego rezystancja ulega zmianie pod wpływem działania czynnika zewnętrznego, znamienny tym, że pozostałe dwa ramiona mostka stanowią źródła prądowe (ZP), z których każde stanowi tranzystor (T) polowy lub z izolowaną bramką i połączony z nim szeregowo rezystor wzorcowy (R0), przy czym bramka tranzystora (T) jest połączona z wyjściem wzmacniacza (OA), którego wejście odwracające jest podłączone do źródła napięcia referencyjnego (Vref), natomiast wejście

PL 203 368 B1 nieodwracające wzmacniacza (OA) jest przyłączone pomiędzy źródłem tranzystora (T) a rezystorem wzorcowym (R0).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że źródło napięcia referencyjnego (Vref ) połączone jest z wejś ciem odwracają cym wzmacniacza (OA) za poś rednikiem dzielnika napię cia (DN1) lub (DN2).