Файл: Эрлер, В. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензорезисторами.pdf

добиваются того, что разностный дрейф напряжений база — эммитер транзисторов получается ниже 40 мкВ/°С, а соответ­ ствующее изменение выходного напряжения составит

По сравнению с температурным коэффициентом опорного напряжения полученная величина пренебрежимо мала.

Влияние температурно-зависимых обратных токов обоих транзисторов даже в неблагоприятных случаях оказывается та­ кого же порядка и им также можно пренебречь.

Зависимость от рабочего напряжения. Рабочее напряжение для дифференциального усилителя получается подгонкой стаби­ лизированного напряжения до величины напряжения питания. Изменения этого рабочего напряжения определяются не коэф­ фициентом усиления Vk всего контура, который для схемы ра­

тельного транзистора, который для изменения напряжения ра­ ботает через диод Grb (фиг. 8.11) по схеме с общим эмиттером. Поэтому предусмотрена предварительная стабилизация этого рабочего напряжения, к которому, правда, предъявляются не столь высокие требования, как к источнику опорного напря­ жения.

Зависимость от измерительного делителя напряжения R1/R2 .

Резисторы R1 и R2 на фиг. 8.12 образуют полумостовую схему, и изменение их сопротивлений непосредственно влияет на не­ стабильность питающего напряжения моста. Последовательно включенные сопротивления обладают температурным коэффи­ циентом | TKr \ 5010_в град-1. В неблагоприятном случае до­ полнительные температурные изменения напряжения питания моста составят

\TKu \ = 2\TKR\ = 0,0l% град-1.

Так как температурные коэффициенты резисторов, сопро­ тивления которых одного порядка, примерно равны между со­ бой, то они в этом случае практически не оказывают никакого влияния.

8.2.5.3. Влияние сопротивления линий

При использовании измерительной л и н и и напряжение пита­ ния определяется непосредственно на зажимах мостовой схемы ИП и затем корректируется регулятором. Сопротивление про­ водов питающей линии и изменение его практически не сказы­ ваются до тех пор, пока падение напряжения не превысит 1 В.

и коллекторного дифференциального усилителя) дополнитель­ ной стабилизации напряжения со стороны питающего выпрями­ теля не требуется. При колебаниях напряжения сети в пределах

± 10% изменение выходного напряжения регулятора составляет обычно ± 2 мВ.

Для динамических измерений важно, чтобы пульсации питаю­ щего напряжения были пренебрежимо малы. При тщательной

фильтрации пульсации напряжения не превышают двойного пи­ кового значения, равного 1 мВ. При скачкообразном изменении напряжения сети на 10% вызванное им изменение напряжения питания мостовой схемы ИП не превысит 1 мВ.

8.2.6. Питание от сети с частотой тока 460 Гц

Возможность питания рассмотренных приборов от сети 400 Гц и 220 В позволяет использовать их для измерений на движущихся объектах, например на борту самолетов или кораб­ лей. Все технические параметры приборов остаются при этом без изменения, за исключением того, что существенно возрастают выходные шумы. Однако при статических измерениях шумы не сказываются на результатах отсчета, так как указатели и реги­ страторы сигналов постоянного тока к ним не чувствительны.

Не во всех случаях измерений выходное напряжение безусилительных приборов с тензорезисторными полупроводниковыми ИП оказывается достаточным. С другой стороны, нередко бы­ вает желательно расширить пределы измерений ИП указанного типа в сторону малых величин или подключить приборы с заве­

Усилитель постоянного напряжения HLG10 выполнен в виде модуля, который в комбинации с другими полупроводниковыми устройствами может быть встроен в общий корпус ИП-системы.

Такой усилитель, смонтированный в ящике, внешний вид ко­ торого напоминает прибор HLS101, изображенный на фиг. 8.6, получил наименование HLG110 и относится к приборам на­ стольного типа. Под названием HLG810 тот же усилитель HLG10 поставляется в виде модуля для монтирования на па­ нелях и в шкафах. Этот усилитель постоянного напряжения предназначен в первую очередь для повышения выходного сигнала безусилительных ИП со 100 мВ до требуемого уровня

ный дрейф нуля, не превышающий 10 мкВ/°С, стабильность коэффициента усиления и небольшие отклонения от линейности обеспечивают этому усилителю самое широкое применение. Он оказался весьма удобен и для усиления выходного напряжения питаемых постоянным током мостовых схем на проволочных или пленочных тензорезисторах.

В последующих разделах более подробно описывается упо­ мянутый выше лабораторный измерительный прибор HLA111 (обеспечивает стократное усиление постоянного напряжения и дополнительно десятикратное усиление переменного напря­ жения).

8.3.1. Принцип действия и конструкция приборов

8.3.1.1. Принцип действия

Принцип действия прибора HLA111 виден из изображенной на фиг. 8.18 блок-схемы. Входящий в прибор блок HLS101 по своей схеме мало чем отличается от схемы, приведенной на фиг. 8.5. В нем обеспечены те же возможности уравновешива­

ния, градуировки, питания и подключения ИП, о которых гово­ рилось в разд. 8.2.2.

Благодаря усилению (измерительному напряжению в 1 мВ соответствует полное отклонение указателя встроенного инди­ катора) к прибору можно непосредственно подключать неурав­ новешенные мостовые ИП, даже такие, как полные и полумостовые схемы с проволочными и пленочными тензорезисторами. Некоторые отличия рассматриваемого здесь блока HLS101 от описанного в разд. 8.2.2.1 состоят в следующем. Напряжение

выход с-*- /

питания моста может устанавливаться с помощью переключа­ теля только на уровнях 4, 5, 6 и 7 В. Для градуировки здесь после выбора необходимого напряжения питания моста уста­ навливается соответствующее усиление усилителя постоянного напряжения. Выходное напряжение блока HLS101 поступает на

и позволяет ступенчатым образом уменьшать измерительное

измерительный сигнал. Входное сопротивление делителя можно увеличить от 1 до 10 кОм (разрывом цепи внутреннего мости­ ка), что рекомендуется делать при работе с проволочными тен­ зометрами. После входного делителя следует усилитель постоян­ ного напряжения, в котором благодаря сильной отрицательной обратной связи обеспечивается стабильность и линейность пере­ даточной характеристики. При помощи спирального потенцио­ метра в цепи обратной связи коэффициент усиления устанавли­ вается в пределах от 1 до 100. Возможный небольшой дрейф нулевого уровня устраняется при настройке. К выходному