[发明专利]一种提高麦克斯韦电桥电感测量精度的方法和电桥

权利要求书

1.一种提高麦克斯韦电桥电感测量精度的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)利用感应分压器与固定的标准电容C和标准电阻R₂、R₄相结合，通过调节感应分压器的输出电压大小来作为等效的电容和电阻的调节；

(2)自动辅助平衡：在R₄支路上并联一个高性能反相放大器，将R₄支路作为反馈电路，两者与标准电容C构成一个微分放大器支路，将高性能反相放大器的虚地端作为电桥的另一个指零端，从而代替原有电桥中的辅助指零支路，实现自动辅助平衡；

(3)抑制所述微分放大器支路在高频脉冲下的振荡：在所述微分放大器支路中串入消振支路，来保证电路正常工作并抑制振荡；

(4)消除因引入所述消振支路所造成的误差：在所述消振支路上并入误差补偿电路；

(5)消除感应分压器输出阻抗的影响：利用一种高精度电压跟随器跟随所述感应分压器的输出电压。

2.一种实现权利要求1所述的提高麦克斯韦电桥电感测量精度的方法的电桥，包括待测电感L_x和等效串联电阻R_x，标准电阻R₂、R₄，标准电容C、电导G；Lx和Rx构成所述电桥的第一个桥臂；R₄构成所述电桥的第二个桥臂；R₂构成所述电桥的第三个桥臂；其特征在于：

所述电桥还包括三个感应分压器，分别为IVD、IVDα和IVDβ，三个感应分压器并联后一端与R₂串联，另一端接地；

电导G和标准电容C分别与感应分压器IVDα和IVDβ结合组成高准确度可变电导箱和可变电容箱，IVDα、IVDβ、电导G和标准电容C构成所述电桥的等效第四个桥臂；

在R₄上并联有虚地辅助平衡运算放大器A，虚地辅助平衡运算放大器A的同相输入端接地；虚地辅助平衡运算放大器A、标准电容C和R₄构成微分放大器支路；

微分放大器支路中串有补偿电阻r_c，在补偿电阻r_c上并联有补偿电容C₀，补偿电阻r_c和补偿电容C₀构成消振支路；

在补偿电阻r_c上还并联有由电压跟随器A₃、电容C₁和电阻r₁串联形成的误差补偿支路；

另外，为了克服感应分压器输出阻抗的影响，IVD、IVDα和IVDβ分别串联有电压跟随器A₀，A₁，A₂，所述A₀，A₁，A₂分别用于跟随IVD的输出电压、IVDα的输出电压和IVDβ的输出电压。

3.根据权利要求2所述的电桥，其特征在于：所述电压跟随器A₀，A₁，A₂均采用具有缓冲输出级的双极高精度电压跟随器，所述具有缓冲输出级的双极高精度电压跟随器包括三个单级电压跟随器，分别为F₀、F₁和F₂；

输入信号的高端连接F₀的同相输入端，信号地同时作为F₀的电源地；F₀的输出端接参考地，此参考地作为F₁、F₂的电源地；同时输入信号的高端还输入到F₁的同相输入端，F₁的反向输入端与信号输出端直接相连，F₁的输出端接入F₂的同相输入端，F₂的输出端接入信号输出端。

4.根据权利要求3所述的电桥，其特征在于：所述单级电压跟随器F₀、F₁和F₂均采用AD841宽频带运算放大器。

5.根据权利要求2所述的电桥，其特征在于：所述误差补偿支路中的C₁和r₁的取值为：

C₁＝C+C₀

r₁＝r_c

即C₁等于标准电容C和补偿电容C₀之和，r₁等于微分放大器支路中串入的补偿电阻r_c。