Application of the hybrid balanced ratiometric measurement method in the high-precision ac thermometry bridges

The paper article describes the circuit of an automatic AC bridge for high precision temperature measurements using a standard platinum SPRT sensor. An original method for measuring the impedance parameters of SPRT sensor which allows to carry out the measurement process without loss of accuracy, is described in detail. This measurement method is proposed to name as hybrid method. It is a combination of a balanced method for rough compensation of the circuit and a ratiometric method which accurately measures the ratio of two values of the imbalance signal, before and after its known change. With this method, the measuring circuit also does not require a circuit to compensate for the reactive component of the SPRT sensor impedance. The inductive voltage divider with lower number of digits is needed only for the coarse compensation. This circuit is simpler and at lower cost of the hardware resources allows to achieve the same accuracy as the most accurate thermometric bridges with fully balanced circuits.

W artykule opisano oryginalną zasadę budowy układu pomiarowego automatycznego mostka AC (prądu przemiennego) do bardzo dokładnych pomiarów temperatury za pomocą wzorcowego platynowego czujnika SPRT. Wykorzystuje się oryginalną kombinowaną, tj. kompensacyjno-ilorazową metodę pomiaru, którą nazwano tu krócej: metodą hybrydową. Obejmuje ona połączenie metody kompensacyjnej do zgrubnego zrównoważenia układu i metody ilorazowej (ratiometric), którą wyznacza się stosunek dwu wartości sygnału nierównowagi, przed i po znanej jego zmianie. Układ pomiarowy nie wymaga stosowania obwodu do kompensacji wpływu reaktancji czujnika SPRT. Zmniejsza się też niezbędna liczba dekad dzielnika indukcyjnego kompensującego zgrubnie sygnał składowej rezystancyjnej czujnika. Układ taki pozwala w prostszy sposób i przy niższychkosztach wykonania uzyskać tę samą dokładność co najdokładniejsze termometryczne mostki AC o układach całkowicie zrównoważonych.