[其他]有源不平衡电桥电路

说明书

本发明属于自动平衡电桥技术领域。

自动平衡电桥通常是以不平衡电压通过放大器等来达到电桥平衡。

电桥在电路平衡后会产生出一个工作平衡点。

当然，桥路本身总还存着一个自然平衡点。

由于种种原因，这两点的距离受到限制。

因而，自动平衡电桥的测试范围受到限制。

在不采用机械开关与继电器开关的前提下，要想扩大自动平衡电桥的测试范围就要扩大自然平衡点同工作平衡点的距离;就要增加不平衡电压的控制能力;就要增加放大器的增益;最后电路总是出现寄生振荡使电桥不能正常工作。

本发明的目的在于：组合不平衡电桥与有源电桥基础上，用模拟电路来做判断工作，不用继电器开关来做执行工作。用以模拟电路为主，开关电路为辅的新工作方式来完成一般放大器难以实现的自动控制工作，扩大不平衡电桥使用范围;制造一些低成本的直读式专用自动平衡电桥。为专业人员设计以模拟电路为主，以开关电路为辅的新型自动控制设备提供帮助。

要解决好以上的问题，首先要解决好寄生振荡的问题。

如果我们承认振荡电压是一寄生元（另作说明），也就是说是一寄生能（另作说明）。那么，我们可以用特殊的线路积累寄生能，然后用积累好的能量产生一个临时平衡点，这个临时平衡点能自动跟踪工作平衡点，并能代替自然平衡点的作用。这样，利用寄生振荡电压来扩大电桥的测试范围，最后，在一定程度上，解决了寄生振荡与放大器增益的矛盾。

有源不平衡电桥就是能解决这些问题的一种专用自动平衡电桥。

“有源不平衡电桥电路”是建立在“不平衡电桥”原理基础上的，它扩大了直读式电桥的指示范围。它的控制部份是建立在“有源电桥”基础上的，它利用放大器深度负反馈时产生的寄生振荡能量，使电桥工作时获得一个临时平衡点，然后在这一点上用“不平衡电桥”的工作方式指示出测试值。这个测试值与不平衡电流有一定的线性关系。简言之，相对地说：有源不平衡电桥是一种特殊的专用自动平衡电桥。

有源不平衡电桥电路具有模拟电路与开关电路互相影响的特点。解决了寄生振荡与放大器增益的矛盾，并能做到以模拟电路完成判断工作，执行部分不采用笨重的继电器开关元件。

有源不平衡电桥电路由以下几部分组成：

1.电源。2.标准电阻A。3.标准电压A。4.电流表。5.量程电阻。6.平衡电压，平衡电压中只存在着虚地点。7.限流电阻。8.标准电阻B。9.被测元件。10.标准电压B。11.高输入阻抗运算放大器。12.高增益运算放大器。13.寄生振准电压。14.寄生平衡电压，此值不是常数，是一个不断变化着的无一定规律的值。在设计人员特定的范围内运动。15.波形发生器。16.电压发生器，它是设计中的关键问题。要求在不采用继电器开关，不影响波形失真的前提下，上升电压从0开始，极限电压可调。17.控制电压分配器。其作用是按设计好的执行等级，根据判断做出时间上选择，执行等级需要有二级以上的数量。18.平衡点自动靠拢器。是有源不平衡电桥的心脏部分，其作用是根据模拟电路的判断做出向平衡点靠拢的执行工作。每靠拢一点的距离由判断部分决定，具有由大逐步变小的规律。不需事先死板地安排好每点之间的距离。

整个电路的工作经过是打开电源开关后，平衡点向0点靠拢。打开测试开关后，平衡点向工作平衡点靠拢，以后分3种情况：1.平衡点未到工作平衡点停止运动，以不平衡方式工作。2.平衡点向工作平衡点靠拢时超过平衡点，然后自动退回到工作平衡点的下一点，以不平衡方式工作。3.平衡点在工作平衡点上下跳动，此时符号指示出“＝”号与“＞”号，表示被测件≥测试值。

有源不平衡电桥电路与现有的电桥电路相比，具有以下特点：

（1）采用模拟电路来做判断工作。

（2）执行部分不采用笨重的继电器开关元件。

（3）不需死板地按事先安排好的程序一步一步地走。根据模拟电路的判断，执行部分向平衡点自动靠拢时，开头做大一些的跳跃，然后自动逐步缩小跳跃距离，最后是无级式的变化。

（4）以模拟电路为主，以开关电路为辅。

（5）不平衡电桥是一种直读式电桥。有源不平衡电桥扩大了不平衡电桥的使用范围。该电路中不平衡电流与测试值有一定的线性关系外，还同控制部份的寄生平衡电压，寄生标准电压有一定的联系。

（6）自动平衡电桥工作时桥路处于平衡状态。有源不平衡电桥工作时桥路处于不平衡状态，在某一区域内其不平衡电流与测试值有一定的线性关系，其指示值相同于平衡式电桥。所以在设计人员选择的区域内，可以把有源不平衡电桥称作专用自动平衡电桥。