[發明專利]一種提高麥克斯韋電橋電感測量精度的方法和電橋

無效

• 申請號: 201010603966.6
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102162827A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 楊雁;陸文駿;丁誠;黃璐;王維
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R17/06
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.一種提高麥克斯韋電橋電感測量精度的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)利用感應分壓器與固定的標準電容C和標準電阻R₂、R₄相結合，通過調節感應分壓器的輸出電壓大小來作為等效的電容和電阻的調節；

(2)自動輔助平衡：在R₄支路上并聯一個高性能反相放大器，將R₄支路作為反饋電路，兩者與標準電容C構成一個微分放大器支路，將高性能反相放大器的虛地端作為電橋的另一個指零端，從而代替原有電橋中的輔助指零支路，實現自動輔助平衡；

(3)抑制所述微分放大器支路在高頻脈沖下的振蕩：在所述微分放大器支路中串入消振支路，來保證電路正常工作并抑制振蕩；

(4)消除因引入所述消振支路所造成的誤差：在所述消振支路上并入誤差補償電路；

(5)消除感應分壓器輸出阻抗的影響：利用一種高精度電壓跟隨器跟隨所述感應分壓器的輸出電壓。

2.一種實現權利要求1所述的提高麥克斯韋電橋電感測量精度的方法的電橋，包括待測電感L_x和等效串聯電阻R_x，標準電阻R₂、R₄，標準電容C、電導G；Lx和Rx構成所述電橋的第一個橋臂；R₄構成所述電橋的第二個橋臂；R₂構成所述電橋的第三個橋臂；其特征在于：

所述電橋還包括三個感應分壓器，分別為IVD、IVDα和IVDβ，三個感應分壓器并聯后一端與R₂串聯，另一端接地；

電導G和標準電容C分別與感應分壓器IVDα和IVDβ結合組成高準確度可變電導箱和可變電容箱，IVDα、IVDβ、電導G和標準電容C構成所述電橋的等效第四個橋臂；

在R₄上并聯有虛地輔助平衡運算放大器A，虛地輔助平衡運算放大器A的同相輸入端接地；虛地輔助平衡運算放大器A、標準電容C和R₄構成微分放大器支路；

微分放大器支路中串有補償電阻r_c，在補償電阻r_c上并聯有補償電容C₀，補償電阻r_c和補償電容C₀構成消振支路；

在補償電阻r_c上還并聯有由電壓跟隨器A₃、電容C₁和電阻r₁串聯形成的誤差補償支路；

另外，為了克服感應分壓器輸出阻抗的影響，IVD、IVDα和IVDβ分別串聯有電壓跟隨器A₀，A₁，A₂，所述A₀，A₁，A₂分別用于跟隨IVD的輸出電壓、IVDα的輸出電壓和IVDβ的輸出電壓。

3.根據權利要求2所述的電橋，其特征在于：所述電壓跟隨器A₀，A₁，A₂均采用具有緩沖輸出級的雙極高精度電壓跟隨器，所述具有緩沖輸出級的雙極高精度電壓跟隨器包括三個單級電壓跟隨器，分別為F₀、F₁和F₂；

輸入信號的高端連接F₀的同相輸入端，信號地同時作為F₀的電源地；F₀的輸出端接參考地，此參考地作為F₁、F₂的電源地；同時輸入信號的高端還輸入到F₁的同相輸入端，F₁的反向輸入端與信號輸出端直接相連，F₁的輸出端接入F₂的同相輸入端，F₂的輸出端接入信號輸出端。

4.根據權利要求3所述的電橋，其特征在于：所述單級電壓跟隨器F₀、F₁和F₂均采用AD841寬頻帶運算放大器。

5.根據權利要求2所述的電橋，其特征在于：所述誤差補償支路中的C₁和r₁的取值為：

C₁＝C+C₀

r₁＝r_c

即C₁等于標準電容C和補償電容C₀之和，r₁等于微分放大器支路中串入的補償電阻r_c。