СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-1

Для получения информации о со стоянии объекта измерений часто не обходимо проводить измерения в нескольких точках объекта. Соответ ствующие датчики обычно включе ны в мост Уинстона и соединены с базовым прибором линией связи. Активные датчики имеют одну об щую точку подключения к источнику питания (или к измерительному при бору), а к измерительному прибору (или к источнику питания) их под ключают поочерёдно. При этом пе реходное сопротивление контактов и сопротивление проводов линии связи включаются последовательно с датчиком и искажают результат изме рений. На рисуне 1 показана схема соеди нений для многоточечных измерений ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2011 Многодатчиковые мостовые измерительные схемы Георгий Волович (Челябинск) В статье рассмотрены многодатчиковые измерительные схемы, приведены основные соотношения, устанавливающие связь между входными и выходными сигналами, представлена схема на ОУ, устраняющая взаимное влияние датчиков. обычным мостом Уинстона, а на ри сунке 2 – схема многодатчикового моста [1]. Обозначения: R k ( k = 1… n ) – датчики; R 0 – пассивный датчик, R С0 и R С k – пассивные резисторы; U a – на пряжение питания моста; ИП – изме рительный прибор (милливольтметр или аналого цифровой преобразова тель). В схеме, приведённой на рисунке 2, в отличие от обычного моста, все датчи ки соединены последовательно. Один конец этой цепочки соединён с источ ником питания, а второй – с началом пассивного датчика R 0 , расположен ного в базовом приборе. Пассивный полумост образован последовательно соединёнными пассивными резисто рами R С . Измерительный прибор ИП по очерёдно подключают к очередно му датчику R k и соответствующе му пассивному резистору R C k . При этом сопротивления контактов и проводов включены последователь но с высокоомным входом измери тельного прибора и не влияют на ре зультат измерений. Поэтому можно применять электронные коммутато ры, сопротивления которых в откры том состоянии измеряются десят ками ом. В начальном состоянии сопротив ление датчика R н i = R . Аналогично, R C i = R C . В рабочем состоянии началь ное сопротивление датчика изменя ется на Δ R i и равно R i = R н i (1 + ξ i ), где ξ i = Δ R i / R н i . В k ом положении переключателя сопротивления плеч моста в началь ном состоянии описываются форму лами: , , , . В рабочем состоянии , . Относительное напряжение сигна ла моста в начальном состоянии со ставляет: . В рабочем состоянии . Следовательно, , и , где Δη k = η k – η н k . В k ом положении переключателя определяем сигнал предыдущего дат чика: . Из условия ξ 0 = 0 определяем: и получаем расчётную формулу для датчиков с номерами k = 1… n – 1: ξ k = ( n + 1)( Δη 1 + Δη k – Δη k +1 ). Учитывая, что Δη k +1 = 0, определяем сигнал n го датчика: ξ n = ( n + 1)( Δη 1 + Δη n ). R1 R k R n ИП R 0 R С0 R С1 U a Рис. 1. Схема моста Уинстона для многоточечных измерений R n R k U a ИП R 1 R 0 R C n R C k R C1 R C0 Рис. 2. Схема многодатчикового моста © СТА-ПРЕСС