Вимірювальний комутаційний міст

Вимірювальний комутаційний міст, що містить чотириплечову мостову схему з вимірювальною діагоналлю та діагоналлю живлення, до одного плеча якої підключений досліджуваний активний двополюсник, до другого плеча порівняння, суміжного з першим, підключений магазин опорів, до третього та четвертого плечей відношення 3 27328 Відомий також вимірювальний комутаційний міст (див. А.с. СРСР №132324, Кл. 21е, 29/02, 1960, №19), що містить чотириплечу мостову схему з вимірювальною діагоналлю та діагоналлю живлення, до одного плеча якої підключений досліджуваний активний двополюсник, до другого плеча порівняння, суміжного з першим, підключений магазин опорів, до третього та четвертого плечей відношення • зразкові резистори, автоматичний ключ, включений у вимірювальну діагональ мостової схеми, та нульовий індикатор. Крім того, відомий пристрій включає блок автоматичного балансування незрівноваженого мосту з електродвигуном на виході, кінематичне з'єднаним із плазунком зрівноважуючого реохорда, що включений у вторинну обмотку трансформатора струму діагоналі живлення мосту. Завдяки автоматичному балансуванню незрівноваженного мосту з періодичною комутацією вимірювальної діагоналі зовнішнім реохордом усувається вплив нестабільності напруги живлення мосту на результат виміру. Однак при цьому пригнічується вплив е.р.с. досліджуваного двополюсника, що приводить до втрати інформації про значення е.р.с. активного двополюсника. Живлення незрівноваженого мосту перемінною напругою також може негативно позначитися на параметрах активного двополюсника й спотворити їхнє значення (наприклад, вплинути на е.р.с. і спотворити внутрішній опір хімічного джерела струму). В основу корисної моделі покладена задача створити такий вимірювальний комутаційний міст, в якому шля хом введення нових елементів і їх зв'язків, забезпечувався б вимір обох параметрів активних двополюсників без використання зовнішньої напруги для живлення мостової схеми та впливу одного параметру на іншій, що дозволить підвищити експлуатаційні характеристики комутаційного моста. Поставлена задача вирішується тим, що у вимірювальний комутаційний міст, що містить чотириплечу мостову схему з вимірювальною діагоналлю та діагоналлю живлення, до одного плеча якої підключений досліджуваний активний двополюсник, до другого плеча порівняння, суміжного з першим, підключений магазин опорів, до третього та четвертого плечей відношення зразкові резистори, автоматичний ключ, включений у вимірювальну діагональ мостової схеми, та нульовий індикатор, згідно з корисною моделлю, додатково введені диференціальний підсилювач, два конденсатори, два додаткових автоматичних ключа, мультивібратор та вольтметр, причому входи диференціального підсилювача підключені до діагоналі живлення, а вихід - через додаткові автоматичні ключі до двох заземлених конденсаторів, між якими підключений нульовий індикатор, керовані входи всіх автоматичних ключів з'єднані із двома протилежними виходами мультивібратора, а вольтметр підключений безпосередньо до виходу диференціального підсилювача. 4 Введення в схему вимірювального комутаційного мосту диференціального підсилювача, двох конденсаторів, двох додаткових автоматичних ключів, мультивібратора й вольтметра, включених зазначеним чином, дозволяє використовувати е.р.с. досліджуваного активного двополюсника у якості напруги живлення мостової схеми, диференціальним підсилювачем знімати з діагоналі живлення напругу небалансу мостової схеми, а двома додатковими автоматичними ключами та конденсаторами з нульовим індикатором, включеним між цими конденсаторами, фіксувати стан балансу незрівноваженої мостової схеми по нульовому показанню індикатора при періодичних замиканнях її вимірювальної діагоналі й певнім співвідношенні опорів плечей мостової схеми, що забезпечує вимір обох параметрів активного двополюсника без додатка зовнішньої напруги до мостової схеми з високою точністю та чутливістю, що підвищує експлуатаційні характеристики моста. На кресленні наведена принципова електрична схема вимірювального комутаційного мосту. Мостова схема 1 містить чотири плеча без зовнішнього живлення. В одне із плечей включений досліджуваний активний двополюсник 2, у суміжне плече порівняння включений магазин опорів 3, а в плечі відношення включені зразкові резистори 4 і 5. До вимірювальної діагоналі мостової схеми підключений автоматичний ключ 6. До діагоналі живлення мостової схеми підключені своїми входами диференціальний підсилювач 7, до виходу якого підключений вольтметр 8. Вихід диференціального підсилювача 7 також з'єднаний через додаткові автоматичні ключі 9 і 10 з заземленими конденсаторами 11 і 12, між якими включений нульовий індикатор 13. Протилежні виходи мультивібратора 14 (прямий та інверсний) з'єднані з керуючими входами додаткових автоматичних ключів 9 і 10. Плече мультивібратора 14, яке з'єднане з керуючим входом додаткового автоматичного ключа 10, з'єднано також з керуючим входом автоматичного ключа 6 вимірювальної діагоналі. Вимірювальний комутаційний міст працює в такий спосіб: Під дією е.р.с. Е, активного двополюсника 2 через плечі мостової схеми 1, при розімкнутому автоматичному ключі 6, протікає контурний струм: Ex I1 = , (1) R1 + R 2 + R3 + R4 де R1 = Rx - вн утрішній опір активного двополюсника 2; R2 i R3 - опір зразкових резисторів 4 і 5 плеч відношення; R4 - опір магазина опорів 3. На входи диференціального підсилювача 7 впливає падіння напруги від струму /і на резисторах R3 і R4: R3 + R4 U1 = (R1 + R 3 )I1 = Ex , (2) R1 + R2 + R3 + R 4 Напруга U1, підсилюється диференціальним підсилювачем 7 і через 5 замкнутий додатковий автоматичний ключ 9 заряджає конденсатор 11 до напруги: R3 + R4 U 2 = K 1U 1 = K 1 Ex, R1 + R 2 + R3 + R 4 (3) 27328 де K1 коефіцієнт підсилення диференціального підсилювача 7. При перемиканні мультивібратора 14 автоматичні ключі 6 і 10 замикаються, а ключ 9 розмикається. В результаті замикання вимірювальної діагоналі мостової схеми 1 контурний струм через плечі мосту збільшується до значення: Ex I2 = Ex , (4) R1 + R 4 При цьому падіння напруги на магазині опорів 3 стає рівним: R4 U3 = I2R4 = Ex , (5) R1 + R 4 На входи диференціального підсилювача 7 падіння напруги U3 впливає через паралельно включені зразкові резистори 4 і 5, які знеструмлені замкнутим автоматичним ключем 6. З огляду на те, що опір паралельно включених резисторів 4 і 5 набагато менше вхідного опору Rвх диференціального підсилювача 7: R 2R 3 R5 = > 1 або