PL204553B1 - Przetwornik rezystancji na napięcie - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przetwornik rezystancji na napięcie, przeznaczony do pomiaru temperatury.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 144 707 przetwornik rezystancja-napięcie, który umożliwia, w połączeniu z przetwornikiem analogowo-cyfrowym, cyfrowe pomiary rezystancji. Istotą rozwiązania jest to, że rezystor mierzony i rezystor dodatkowy są zasilane tym samym prądem ze źródła prądowego. Ponieważ spadek napięcia na rezystorze dodatkowym jest wykorzystywany jako napięcie odniesienia przetwornika cyfrowo-analogowego, zatem sygnał na wyjściu przetwornika jest proporcjonalny do stosunku rezystancji mierzonej do rezystancji dodatkowej i nie zależy od wydajności źródła prądowego. Przetwornik ten nie umożliwia wykonania dokładnych pomiarów rezystorów o stosunkowo niewielkich wartościach a rezystancje doprowadzeń mierzonego rezystora wpływają na wynik pomiaru.

Znany jest również z polskiego patentu nr 172 644 przetwornik rezystancji na napięcie zawierający generator prądu pomiarowego przepływającego przez mierzony rezystor. Spadek napięcia na tym rezystorze jest proporcjonalny do wartości rezystancji. Do pomiarów temperatury stosuje się termorezystory pomiarowe, np. Pt 100 omów w zerze stopni Celsjusza. W przypadku cyfrowego wyświetlania wyniku pomiaru temperatury, spadek napięcia na termorezystorze jest podawany na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego, który przetwarza wartość rezystancji termorezystora na odpowiedni kod cyfrowy. Ze względu na stosunkowo niewielką wartość rezystancji termorezystora występuje wpływ rezystancji doprowadzeń na wynik pomiaru. W celu zmniejszenia tego wpływu stosowany jest termorezystor czterozaciskowy.

Przetwornik rezystancji na napięcie według wynalazku zawiera przetwornik analogowo-cyfrowy i generator prą du pomiarowego pł yną cego przez termorezystor czterozaciskowy. Przetwornik ten ma wzmacniacz operacyjny. Wyjście wzmacniacza operacyjnego połączone jest z pierwszym zaciskiem prądowym termorezystora, a wejście odwracające jest połączone z pierwszym zaciskiem napięciowym termorezystora, zaś wejście nieodwracające jest połączone z masą. Drugi zacisk prądowy termorezystora jest połączony z wyjściem generatora prądu pomiarowego, natomiast drugi zacisk napięciowy termorezystora jest połączony z pierwszym wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego, którego drugie wejście jest połączone z masą.

Zaletą układu według wynalazku jest duża dokładność i rozdzielczość pomiarów temperatury, umożliwiająca zobrazowanie na polu odczytowym setnych części stopnia Celsjusza.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku prezentującym schemat połączeń przetwornika.

Na schemacie przedstawiono odpowiednio rezystancje wyprowadzeń R1 i R2 zacisków prądowych I1 i I2 oraz rezystancje wyprowadzeń R3 i R4 zacisków napięciowych E1 i E2 termorezystora Rt, zaś rezystor Rx przedstawia zmieniającą się wraz ze zmianą temperatury rezystancję termorezystora Rt. Wyjście wzmacniacza operacyjnego A jest połączone z pierwszym zaciskiem prądowym I1 termorezystora Rt, a wejście odwracające jest połączone z pierwszym zaciskiem napięciowym E1 termorezystora Rt, zaś wejście nieodwracające jest połączone z masą. Drugi zacisk prądowy I2 termorezystora Rt jest połączony z generatorem prądu pomiarowego GP. Drugi zacisk napięciowy E2 termorezystora Rt jest połączony z pierwszym wejściem przetwornika analogowo-cyfrowego AC, którego drugie wejście jest połączone z masą. Rolę regulacyjną w układzie pełni wzmacniacz operacyjny A o dużym współczynniku wzmocnienia napięciowego, co sprawia, że potencjał punktu Z stanowiący potencjał wyprowadzenia rezystora Rx termorezystora Rt staje się bardzo bliski potencjałowi masy wzmacniacza operacyjnego A i przetwornika analogowo-cyfrowego AC. Dzięki temu, niezależnie od rezystancji doprowadzeń, napięcie podawane na wejście przetwornika analogowo-cyfrowego AC jest proporcjonalne do wartości prądu pomiarowego Ip i mierzonej rezystancji Rx.

Claims (1)

1. Przetwornik rezystancji na napięcie zawierający przetwornik analogowo-cyfrowy i generator prądu pomiarowego płynącego przez czterozaciskowy termorezystor, znamienny tym, że ma wzmacniacz operacyjny (A), którego wyjście jest połączone z pierwszym zaciskiem prądowym (I1) termorezystora (Rt), a wejście odwracające jest połączone z pierwszym zaciskiem napięciowym (E1) termorePL 204 553 B1 zystora (Rt), zaś wejście nieodwracające jest połączone z masą, natomiast drugi zacisk prądowy (I2) termorezystora (Rt) jest połączony z wyjściem generatora prądu pomiarowego (GP), ponadto drugi zacisk napięciowy (E2) termorezystora (Rt) jest połączony z pierwszym wejściem przetwornika analogowo cyfrowego (AC), którego drugie wejście jest połączone z masą.