[其他]用于平衡一個電阻電橋電路的對角線測量電壓的電路結構

在審

• 申請號: 101986000005151
• 申請日: 1986-08-20
• 公開（公告）號: CN1005503B
• 公開（公告）日: 1989-10-18
• 發明（設計）人: 雷恩哈德·沃特
• 申請（專利權）人: 哈特曼和布朗股份公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

本發明系涉及一種用來對一個電阻電橋線路不平衡電壓測量值進行調整的電路結構。新電路利用一個數字式調整系統取代一個模擬式調整電位器，該系統包括開關Ｓ₁與Ｓ₂、一個模／數轉換器Ａ／Ｄ、一個控制單元ＳＴ以及一個脈寬調制器ＰＷ。利用一個其信號的保持時間與間歇時間的比值可以連續調節的數字控制信號，將這兩個與調整電阻相聯的開關交替地、周期性地、相互相反地通接與斷開。不平衡電壓測量值ＵＤ消失時的這個所說比值表示了該電阻電橋失調度的大小。

本發明涉及一種用來平衡一個電阻電橋線路對角線測量電壓的電路結構。

由EP-OS0009231已知一種用來測量一個電阻電橋線路的不平衡電壓的線路結構，一個可以任意失調的第二個電阻電橋線路與這個電阻電橋線路在它們的電源對角線與測量對角線上相互并聯。為了使公共的失調電壓消失而必須的第二個電橋線路的失調度用來表示第一個電橋線路的不平衡電壓的大小，這個失調是由一個接在這兩個電橋線路的公共不平衡電壓上的一個跟蹤系統控制的。為此，第二個電阻電橋線路在兩個供電點上被斷開，并在每一個斷點處橋接一個附加的電阻電橋。通過一個雙路開關的接點使兩個附加電阻的連接點以使電橋對角線可轉換的方式與供電電路相聯。轉換頻率的信號保持時間與間歇時間之比值由跟蹤系統進行控制。

本發明的任務是，提供一個用來對一個電阻電橋線路的不平衡測量電壓進行調整的電路結構。它不必利用第二個電阻電橋作為補償裝置。調整方法應具有可能高的精度，并可適用于一個自動測量裝置中而不帶機械運動部分。

現利用圖示的一個實施例對本發明作進一步的說明。

圖中畫出了一個由電阻R₁、R₂、R₃、和R₄組成的電阻電橋線路。直流電流I_B流經端點為A和B的第一電橋對角線。電阻R₁至R₄中至少有一個是測量元件，它與被測量有關而有所變化。

橋臂R₃，R₄在D點與E點斷開，中間橋接一個調整電阻R_A、出于為使電流等量分配的原因，在另一個橋臂R₁、R₂上接入兩個1/2R_A的固定電阻，使其總和具有相同數值。

調整電阻R_A的端點D和E各自與一個電子控制開關S1和S2相聯，它們的靜觸點在F點相互聯接，并與一個低通濾器TP的輸入端相聯。一個數字控制信號將開關S1和S2相互相反地交替地通斷。該控制信號是由一個脈寬調制器PW提供的。在電橋點C與低通濾波器輸出端之間出現的不平衡電壓U_D輸入到模數轉換器A/D的輸入端，該轉換器以較高的精度將所測電壓U_D轉換為一個相應的數字量。該數字量輸入到一個控制單元ST，該單元影響脈寬調制器PW的控制信號。可以利用一個微處理器作為控制單元ST。

對電阻電橋線路的不平衡電壓U_D的調整過程是在一個由開關S1和S2、模/數轉換器A/D、控制單元ST和脈寬調制器PW組成的數字式系統中實現的。這個數字式調節系統利用調整電阻R_A代替了一個機械式可調電位器，而利用兩個開關S1與S2來改變分配器的比例。利用由脈寬調制器PW產生的、其保持時間與間歇時間之比值可調的控制信號使兩個開關交替地周期性地進行通斷。如果處于開關S1持續接通而開關S2持續斷開的極端情況的話，在斷橋端點C與D之間的測量電壓U_CD就為電壓值U_D。相反地，在相反的極端情況中，在斷橋端點C與E之間的測量電壓U_CE就為電壓值U_D。當控制信號的保持時間與間歇時間之比值給定在這兩種極端情況之間時，所測電壓U_D就處于上述兩個所測電壓極端值之間，而且對信號的保持時間與間歇時間之比值即占空比成線性關系。假定控制信號的周期為T，接通時間為t，則低通濾波器的輸出電壓U_D為