專利名稱: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的制作方法
本發明涉及一種用來調整一個電阻電橋線路不平衡電壓測量值的、按照權利要求
1所述類型的電路結構。
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需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，這個失調度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橋電阻。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電壓的測量值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。
圖中畫了一個由電阻R1、R2、R3和R4組成的電阻電橋線路。直流電流IB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RA。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1/2RA的固定電阻，使其總和具有相同數值。
調整電阻RA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的測量質UD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UD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的測量值UD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RA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、其保護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之間的測量電壓值就為電壓值UD。相應地，在相反的極端情況中，在斷橋端點C與E之間的測量電壓就為電壓值UD。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UD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成線性關系。從而，利用以數字方法可調的控制信號保持時間與間歇時間之比值取代了與電阻電橋線路的失調情況有關的模擬式平衡電位器的調整方法。
一個其保持時間與間歇時間之比值可以調節的矩形脈沖信號作為控制信號，它是由脈寬調制器PW產生的。控制單元ST根據由模/數轉換器發送來的測量電壓UD的數字量值以數字量步距調節所說的信號保持時間與間歇時間之比值。因為是以離散方式調節這個比值的，這個數字式調節系統的解也是階梯式的，所以一般地說所希望的電橋的調整過程不能一直到不平衡電壓測量值UD等于零為止。還留下一個不能調整的剩余偏差，它是可以用模/數轉換器A/D測得的，所以仍然剩余的調整誤差是可以通過測量得到的。
這個剩余偏差是與電橋電流IB的大小成線性關系的。所以如果模/數轉換器A/D檢測剩余電壓時沒有測出IB的偏差值的話，就出現測量誤差。然而如果模數轉換器所需的參考電壓是從降落在調整電阻RA上的電壓UA中取得的話，當電橋電源電流IB變化時，變換器的特性也就變化。剩余偏差與參考電壓是與IB成比例的，所以IB發生變化時，不僅在剩余偏差中，而且也在參考電壓中產生一個百分比相等的偏差。從而對在測量剩余偏差時由IB所引起的誤差就完全可以予以補償。積分式變換器適于用作模/數轉換器，例如是按照雙斜坡方法工作的轉換器。
權利要求
1.用來對一個電阻電橋線路的不平衡電壓的測量值進行調整的電路結構，在該電橋線路中至少有一個電阻元件是與某個被測量有關地發生變化的，電橋在第一對對角處輸入電源電流，而在電橋第二對對角處測量出一個與所說被測量相應的信號，該電路的特征是(1)電橋第二對對角的兩個測量點中的一點處是斷開的，在其斷點(D，E)處用一個調整電阻(RA)進行橋接；(2)兩個電子控制開關(S1，S2)的一側總是分別與調整電阻(RA)的一端相接，而另一側則相互連接并與一個低通濾波器(TP)相聯；(3)利用一個其保持時間與間歇時間的比值可以調節的數字控制信號，使兩個開關(S1，S2)相互相反地、交替地、周期性地接通與斷開，當不平衡電壓(UD)消失時的比值便表示了該電阻電橋線路的失調度。
2.根據權利要求
1的電路結構，其特征是控制信號的保持時間與間歇時間之比值是由一個脈寬調制器(PW)產生的。
3.根據權利要求
1與權利要求
2的電路結構，其特征是在低通濾波器(TP)的輸出端與電橋第二對角的另一個側量點(C)之間的不平衡電壓的測量值(UD)是輸入到一個模/數轉換器(A/D)的，該轉換器的數字輸出信號是用來控制脈寬調制器(PW)。
4.根據權利要求
1與3的電路結構，其特征是其模/數轉換器(A/D)是一個積分式轉換器，而降落在調整電阻(RA)上的直流電壓(UA)是輸入到該轉換器而作為其參考電壓的。
專利摘要
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S
文檔編號G01R17/18GK86105151SQ86105151
公開日1987年2月18日 申請日期1986年8月20日
發明者雷恩哈德·沃特 申請人:哈特曼和布朗股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan