[其他]用于平衡一个电阻电桥电路的对角线测量电压的电路结构

说明书

本发明系涉及一种用来对一个电阻电桥线路不平衡电压测量值进行调整的电路结构。新电路利用一个数字式调整系统取代一个模拟式调整电位器，该系统包括开关Ｓ₁与Ｓ₂、一个模／数转换器Ａ／Ｄ、一个控制单元ＳＴ以及一个脉宽调制器ＰＷ。利用一个其信号的保持时间与间歇时间的比值可以连续调节的数字控制信号，将这两个与调整电阻相联的开关交替地、周期性地、相互相反地通接与断开。不平衡电压测量值ＵＤ消失时的这个所说比值表示了该电阻电桥失调度的大小。

本发明涉及一种用来平衡一个电阻电桥线路对角线测量电压的电路结构。

由EP-OS0009231已知一种用来测量一个电阻电桥线路的不平衡电压的线路结构，一个可以任意失调的第二个电阻电桥线路与这个电阻电桥线路在它们的电源对角线与测量对角线上相互并联。为了使公共的失调电压消失而必须的第二个电桥线路的失调度用来表示第一个电桥线路的不平衡电压的大小，这个失调是由一个接在这两个电桥线路的公共不平衡电压上的一个跟踪系统控制的。为此，第二个电阻电桥线路在两个供电点上被断开，并在每一个断点处桥接一个附加的电阻电桥。通过一个双路开关的接点使两个附加电阻的连接点以使电桥对角线可转换的方式与供电电路相联。转换频率的信号保持时间与间歇时间之比值由跟踪系统进行控制。

本发明的任务是，提供一个用来对一个电阻电桥线路的不平衡测量电压进行调整的电路结构。它不必利用第二个电阻电桥作为补偿装置。调整方法应具有可能高的精度，并可适用于一个自动测量装置中而不带机械运动部分。

现利用图示的一个实施例对本发明作进一步的说明。

图中画出了一个由电阻R₁、R₂、R₃、和R₄组成的电阻电桥线路。直流电流I_B流经端点为A和B的第一电桥对角线。电阻R₁至R₄中至少有一个是测量元件，它与被测量有关而有所变化。

桥臂R₃，R₄在D点与E点断开，中间桥接一个调整电阻R_A、出于为使电流等量分配的原因，在另一个桥臂R₁、R₂上接入两个1/2R_A的固定电阻，使其总和具有相同数值。

调整电阻R_A的端点D和E各自与一个电子控制开关S1和S2相联，它们的静触点在F点相互联接，并与一个低通滤器TP的输入端相联。一个数字控制信号将开关S1和S2相互相反地交替地通断。该控制信号是由一个脉宽调制器PW提供的。在电桥点C与低通滤波器输出端之间出现的不平衡电压U_D输入到模数转换器A/D的输入端，该转换器以较高的精度将所测电压U_D转换为一个相应的数字量。该数字量输入到一个控制单元ST，该单元影响脉宽调制器PW的控制信号。可以利用一个微处理器作为控制单元ST。

对电阻电桥线路的不平衡电压U_D的调整过程是在一个由开关S1和S2、模/数转换器A/D、控制单元ST和脉宽调制器PW组成的数字式系统中实现的。这个数字式调节系统利用调整电阻R_A代替了一个机械式可调电位器，而利用两个开关S1与S2来改变分配器的比例。利用由脉宽调制器PW产生的、其保持时间与间歇时间之比值可调的控制信号使两个开关交替地周期性地进行通断。如果处于开关S1持续接通而开关S2持续断开的极端情况的话，在断桥端点C与D之间的测量电压U_CD就为电压值U_D。相反地，在相反的极端情况中，在断桥端点C与E之间的测量电压U_CE就为电压值U_D。当控制信号的保持时间与间歇时间之比值给定在这两种极端情况之间时，所测电压U_D就处于上述两个所测电压极端值之间，而且对信号的保持时间与间歇时间之比值即占空比成线性关系。假定控制信号的周期为T，接通时间为t，则低通滤波器的输出电压U_D为