Магазин низкоомных сопротивлений

Магазин низкоомных сопротивлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МАГАЗИН НИЗКООМЖСС СОПРОТИВЛЕНИЙ , содержащий декады эталонных резисторов, соединенных последовательно , входные и выходные зажимы, переключатели декад эталонных резисторов , отличающийся тем, что,с целью повышения точности работы и расширения области применения, в него введейы декады шунтируюпщх резисторов, соединенных подекадно последовательно, и переключатели декад шунтирующих резисторов. причем декады эталонных резисторов включены последовательно в неразрывную цепь, а декады эталонных резисторов с большими значениямн сопротивления включены по краям цепи эталонных резисторов, а смежные с ними декады эталонных резисторов имеют значения сопротивлений на два порядка меньше, при этом переключатели декад шунтируйщих резис оров совмещены с переключателями смежных декад эталонных резисторов, а резисторы декад шунтирующих резисторов включены с возможностью шунтирования наименыдих резисторов декад эталонных резисторов. 2. Магазин низкоомных сопротивлений поп., отличающийся тем, что он выполнен по схеме с разделенньми токовыми и потенциальными цепями и соответствующими им токовыми и потенциальными входнымн и выход ными зажимами.

,.SU„„54838 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

МЮН01С1046

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2969859/18-21 (22) 01.07.80 (46) 15.11.83. Бюл. 9 42 (72) Ю.С.Ярославцев (53) 621.316.8(088.8) (56) .l. Авторское свидетельство СССР

Р 98754, кл. Н Ol С 10/46, 1950;

2. Йагазин сопротивлений измерительный МСР-6ОМ. ГОСТ 7003-74. (54) (57) 1. МАГАЗИН НИЗКООМНЦХ СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий декады эталонных резисторов, соединенных последовательно, входные и выходные зажимы, переключатели декад эталонных резисторов, отличающийся тем, что,с целью повышения точности работы и расширения области применения, в него введены декады шунтирующих резисторов, соединенных подекадно последовательно, и переключатели декад шунтирующих резисторов, причем декады эталонных резисторов включены последовательно в неразрыв- ную цепь, а декады эталонных резисторов с большимн значениями сопротивления включены по краям цепи эталонных резисторов, а смежные с ними декады эталонных резисторов имеют значения сопротивлений на два порядка меньше, при этом переключатели декад шунтирующих резисторов совмещены с переключателями смежных декад эталонных резисторов, а резисторы декад шунтирующих резисторов включены с возможностью шунтирования наименьших резисторов декад эталонных резисторов.

2. Магазин низкоомных сопротивлений по п. 1, о т л и,ч а ю щ и и с я g тем, что он выполнен по схеме с разделенными токовыми и потенциальныки цепями и соответствующими им токовыми и потенциальными входными и выходными зажимами.

1054838

Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности для создания низкоомных мер малого электрического сопротивления, используе-; мых при поверке мер электрического сопротивления, а также в других областях электротехники в качестве регулируемого сопротивления в цепях постоянного и переменного тока.

Известны магазины сопротивлений, используемые для набора требуемой 10 величины сопротивления (1 3.

Однако точность установки малых величин сопротивлений невысока иэ«.за влияния сопротивления соединительных проводников и контактных сопро- 15 тивлений переключателей.

Наиболее близкой к изобретению является конструкция магазина сопротивлений. В этом магазине сопротив- . лений .отдельные резисторы декады включены между контактами рычажного переключателя, по которым перемещается контактная щетка, укрепленная на рычаге. Между контактами и щеткой создается переходное сопротивле« ние значением 0,001 — 0,01 Ом, s зависимости от конструкции переключателей. При установке переключателей всех декад в нулевое положение их переходные сопротивления образуют между зажимами магазина начальное сопротивление, вариация которого определяется как разность между наибольшим и наименьшим значениями из четырех результатов его измерения, произведенных один другим. Вариация начального сопротивления не должка превышать одной десятой допустимого значения начального сопротивления (2(.

Большое значение вариации начального сопротивления снижает точность 40 показаний магазина при малых значениях сопротивления и ограничивает возможноть применения декад с малыми ступенями сопротивлений.

Цель изобретения - повышение точ- 45 ности работы и расширение области применения, что позволяет с большей точностью устанавливать величины сопротивлений особенно s низкоомной области. 50

Поставленная цель достигается тем, что в магазин низкоомных сопротивлений, содержащем декады эталонных резисторов соединенных последовательно, входные и выходные зажимы, пере55 ключатели декад эталонных резисторов, введены декады шунтирующих резисторов, соединенных подекадно последовательно, и переключатели декад шунтирующих резисторов, причем декады 60 эталонных резисторов включены последовательно в неразрывную цепь, а декады эталонных резисторов с большими значениями сопротивления включены по краям цепи эталонных резисторов, 65 а смежные с ними декады эталонных резисторов имеют значения сопротивлений на два порядка меньше, при этом переключатели декад шунтирующих резисторов совмещены с переключателями смежных декад эталонных резисто ров, а резисторы декад шунтирующих резисторов включены с возможностью шунтирования наименьших резисторов декад эталонных резисторов.

Кроме того, магазин низкоомных сопротивлений выполнен по схеме с разделенными токовыми и потенциальными цепями и соответствующими им токовыми и потенциальными входными и выходными зажимами.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого магазина сопротивлений низкоомного шестидекадного измерительного рычажного с разделенными токовыми и потенциальными электрическими цепями, Магазин содержит набор резисторов

1 — 91. Наборы резисторов l - 10, 2l .- 31, 32 — 41, 42 - 51, 62 - 71, 82 - 91 образуют шесть декад 92 - 97, управляемых переключателями 98 - 103 декад.

Декады 92 - 96 резисторов включены последовательно и не имеют в своей последовательности цепи контактов перекючателей 98 « 103 декад.

Все эти резисторы имеют потенциальные отводы, соединенные с контактами первых групп (не обозначены) переключателей 98 — 103 и токовые отводы соединены с контактами (не обозначены) вторых групп переключателей.

Подгонка производится после распайки резисторов в декады и декады в магазин. Точность подгойки сопротивлений этих резисторов 0,02%.

Включение в измерительную схему производится с помощью токовых потенциальных отводов (не обозначены). Точ-. ность резисторов 1, 62, 91 0,015%.

Величина резистора 31 paaAa 0,01.

Токовые 106 и 107 и потенциальные

104 и 105 отводы резисторов 21 - 31 декады 93 (x 0,01 Ом) поочередно, в зависимости от положения переключателя 99, через контакты начального (О) положения переключателя 98 и декады 92 (х 1 Ом) могут быть. соединены с потенциальным 104 и 105 и токовым 106 и 107 зажимами магазина.

Для понимания работы магазина необходимо дать пояснения,.показывающие работу тех нли иных переключателей.

При установке переключателем 98 декады 92 (x 1 OM) иэ нулевого положения в любое другое потенциальные и токовые отводы резисторов декады

99 (х 0,01 OM} автоматически отключаются от зажимов 104 и 106 магази1054838 на и к этим зажимам поочередно в зависимости от положения переключателя 98 подключаются токовые и потенциальные отводы резисторов l — 10 декады 92 (х 1 Ом) . При этом все резисторы декады 99 (х 0,01 Ом) остаются последовательно включенными с резисторами 1-10 декады 92.

Для выполнения регулирования сопротивления магазина ступенями по

0„0l Ом при введенной в работу дека- 10 де 92 переключатель декады 93 (x 0,01 Ом). имеет третью группы контактов (не обозначены) с подключенными к ним шунтирующими резисторами

ll-20, которые шунтируют резистор 1 )5 первой ступени декады 92 fx 1 OM).

Сопротивление шунтирующего резистора 20 с учетом переходного сопротивления контактов переключателя 100 равно 9,989 Ом 0,06%. Сопротивление параллельно включенных резисторов .1 и 20 равно 0,909 Ом + 0,02%.

Для других положений переключателя декады 93 (х. 0,01 Ом) шунтирующие резисторы 12 — 20 подобраны таким образом, что при шунтировании ими резистора 1 значение его сопротивления изменяется в соответствии со значениями показания декады 93 (х 0,01 OM).

Сопротивление шунтирующей цепи в зависимости от показания декады определяется по формуле . 90+n и =М„

10-и 35 где и и й., - шуитирующее и шунтируемое сопротивление, Ом; и — положение переключателя декады, принимает зна-чения от 0 до 10, для 40 декады х 0,,01 Ом вмес- . то нуля подставляет значение 0,9.

Действительное значение сопротивления двух параллельно включенных 15 резисторов, выраженное через номинальные значения сопротивлениях этих резисторов и их относительные norpemности, выражается формулой й.,(1+о „) - и (1+о ),®

К,(1+4 )У

R„(1+& ) + 2(1+ 2) где R„, R2и R - номинальные значения сопротивления первого и второго резисторов и номинальное значение сопротивления при параллельном их включенииу д, д2, д . - относительные погреш. ности сопротивлений 60 резисторов. После подстановки в эту формулу номинального значения сопротивления шунтирующего резистора (R2), выраженного по формуле (1), получаем 65 (1+ „) (1+ 2) (90+n)

5(1+ э) "1 (1+d" ) (10-n) +(1+ д ) (90+n)

90+n но р р — по условию иэго товления магаэи-100 на, после постановки получаем

1фд +d +d Д

1+ Д- 1 2 1 2

01 го 9 г+("г „) 100

После преобразования получаем

0,Ы"„+0,1ьг+ Ф (00

1 2 2 1 100

Э

1+0,1с „+0,962+(d2- d„)

Без существенной ошибки в определении погрешности dg эту формулу приводим к виду d -0,9б +o 1с 2 (2) °

Вариация переходных сопротивлений контактов переключателей шунтиЭ рующих резисторов принимается. равной

0,0003 Ом, что соответствует вариа-" ции переходных сопротивлений контактов переключающих устройств магазинов сопротивления класса точности

0,02 с одной декадой. Эта вариация составляет 0,33% от минимального сопротивления шунтирующей цепи декады х 0,0001 OM при показании декады равным нулю. Основная допускаемая погрешность сопротивления шунтирующих резисторов этой декады

0,1%.

Основная допускаемая погрешность этой шунтирующей цепи с учетом вари" ации контактов равна -0,43% или

d2 = 0,0043, Основная допускаемая погрешность сопротивления параллельно включенных резисторов 31 и 41 с учетом вариации сопротивления контактов (О) переключателя 100, вычисленная по формуле (2), равна 0,061%.

Декады 97 (х 0,0001 Ом) имеют только шунтирующие резисторы 32 - 41.

:. Сопротивление параллельно включенных резисторов 31 и 41 является начальным сопротивлением магазина.

Токовые и потенциальные отводы (не обозначены) резисторов 42 - 51 декады 94 (х 0,001 Ом) поочередно в зависимости от положения переключателя 101 через контакты начального положения переключателя 102 декады 95 (х 0,1 Ом), затем через контакты (не обозначены) начального положения переключателя 103 декады 96 (х 10 Ом) соединены с вторым потенциальным 105 и с вторым токовым 107. зажимами магазина. При уста« новке декады 95 (х 0,1 Ом) иэ нулевого положения в любое другое положение потенциальные и токовые отво-. ды (не обозначены) резисторов декады 94 (х 0,001 Ом) автоматически отключаются oT salvos 105 m 107

1054838 газина и к этим зажимам поочередно.

В зависимости от положения переключателя 102 подключаются токовые и потенциальные отводы (не обозначены) резисторов 62 - 71 декады 95 (х 0,1 OM). При этом все резисторы декады 99 (х 0,001 Ом) остаются последовательно включенными с резисторами декады 95 (х 0,1 OM). Для выполнения регулирования сопротивления мага.зина ступенями по 0,001 Ом при введен 10 ной s работу декаде 95 (х 0,1 Ом) или декаде 96 (х 10 Ом) или обоих этих декад переключатель 101 декады 94 (х 0,001 Ом) имеет третью группу контактов (не обозначены) с подключении-15 ми к ним шунтирующими резисторами

52 — 61, которые шунтируют резис". тор 62 первой ступени декады 95 (х 0,1 Ом) . Сопротивление шунтирующего резистора 61 с учетом переходного 20 сопротивления контактов переключателя 101 равно 0,9 Ом + 0,07%. Сопротивление параллельно включенных резисторов 62 и 61 равно 0,09 OM +0,02%

Для других положений переключате= ля 101 декады 94 (х 0,001 Ом) сопротивление шунтирующих резисторов выб=. рано по формуле {1).

При установке декады 96 {х 10 Ом) из начального положения в любое другое потенциальные и токовые отводы резисторов декад 94 (х 0,001 Ом) и 95 (х 0,1 Ом) автоматически отключаются от зажимов 105 и 107 магазина и к этим зажимам поочередно в зависимости от положения переключателя 103 35 подключаются токовые и потенциальные отводы резисторов 82 - 91. При этом все резисторы декады 94 (х 0,001 OM) остаются последовательно включенными с резисторами декады 96 (х 10 Ом). 40

Выполнение регулирования сопротивления ступенями по 0,001 Ом, при вве" денной в работу декаде 96 (х 10 OM) производится шунтирующими резисторами 52 — 61 и третьей группой контак- 45 тов (не обозначены) переключателя 10J декады 94 (x 0,001 Ом). Для выполнения регулирования сопротивления магазина ступенями по 0,1 OM при введенной в работу декаде 96 (x 10 Ом) ° переключатель 102 декады 95 (х0,1 OM) имеет третью группу контактов (не обозначены) с подключенными на них шунтирующими резисторами 72 — 81, которые шунтируют резистор 91 первой ступени декады 96 .(х 10 Ом). Сопро55 тивление шунтирующего ре зи стора 7 2 с учетом переходного сопротивления контактов переключателя 103 равно.

90 Ом «+ 0,06%. Сопротивление параллельно включенных резисторов 91 60 и 72 равно 9 OM + 0,02%. Для других положений переключателя ".02 декады

94 х 0,1 OM сопротивление шунтирующих резисторов 72 — 81 выбрано по формуле (1), 65

Работу магазина рассмотрим на при. мере набора сопротивления на магазине, равного 5,4321 Ом.

В этом примере потенциальный зажим 105 через контакты начального положения первой группы контактов переключателя 103 декады 96 (х 10 OM) подключается к контактам первой группы переключателя 102 декады 95 (х 0,1 Ом) и в четвертом положении декады 95 (х 0,1 Ом) подключается к потенциальному отводу резистора 65.

Аналогично через вторые группы контактов переключателей 103 и 102 токовый зажим 107 подключается к токовому отводу резисторов. 65.

Второй потенциальный зажим 104 через контакты пятого положения первой группы контактов переключателя 98. декады 92 (х 1 Ом) подключается к потенциальному отводу резистора 5. Аналогично через контакты пятого положения второй группы контактов переключателя 98 декады 92 {х 1 Ом) второй токовой зажим 106 подключает ся .к токовому отводу резистора 5.

Декаду 93 (х 0,01 Ом) устанавливаем в положение Зх0,01 Ом. Fe шунтирующие резисторы 17 - 20 через контакт 3 третьей группы контактов переключателя 99 декады 93 (x 0,01 Ом) шунтирует резистор 1 первой ступени декады 96 (х 1 Ом) . Общее сопротивление,резисторов 1 и 17 .- 20 равно

0,93 Ом. Декаду 94 (х 0,001 Ом) устанавливаем в положение 2х 0,001 Ом.

Ее шунтирующие.резисторы 59 — 61 через контакт 2 третьей группы контактов переключателя 101 декады 94 (x 0,001 Ом) шунтируют резистор 62 первой ступени декады 95 (х 0,1 Ом).

Общее сопротивление резисторов 62, 59 - 61 равно 0,092 Ом. Декаду 97 (х 0,0001 Ом) устанавливаем в положение 1 х 0,0001 Ом. Ее шунтирующие резисторы 40 и 41 через контакт 1 переключателя 102 декады 97 (х 0,0001 Ом) шунтируют резистор 31 начального сопротивления магазина.

Общее сопротивление .резистора 31 и резисторов 40 и 41 равно 0,091 Ом.

Последовательная цепь резисторов магазина, подключенная к зажимам

107 — 107 в точках разделения токовых и потенциальных цепей, будет иметь споротивление, равное 4xl Ом (резисторы 2 — 5) + 0,93 OM (резисторы l; 17) 20) + 9х0,01 Ом (резисторы 21 — 29) + 0,001 Ом (резистор 30) + 0,0091 Ом {резисторы 31 и 40, 41) + 10 х 0;001 Ом (резисторы 42 — 51) + 0,092 Ом (резисторы 62.и 59 — 61) + Зх0,1 (резисторы 63 - 65) = 5,4321 Ом.

Магазин сопротивления может быть использован в работе без включения

1 шунтирующих ре зисторов. В э Т0М случае участвуют только две первые °

1054ф38 декады, устанавливаемого на магази( не показания сопротивления, все последующие декады устанавливаются в последнее (10) положение переключателя декады. При этом отсчет .показания с магазина производится со всех декад магазина. В этом случае пОлностью исключается вариация переходного сопротивления контактов переключателей декад и к показаниям магазина вводятся поправки с температурными коэфффициентами резисторов магазина.

Магазин сопротивления может быть использован в работе и по двухзажимной схеме подключения. В этом случае в измерительную схему он включается только двумя зажимами 104 и 105 или 106 и 107. Точность показания магазина в этом случае снижается, так как его показания не учитывают переходное сопротивление контактов переключателей двух первых декад, участвующих в показаниях магазина и сопротивление всей остальной электры. ческой цепи от этих переключателей декад до зажимов магазина.

Использование магазина ниэкоомных сопротивлений предлагаемой конструкции- по сравнению с известным позволяет расширить диапазон регулирова.ния сопротивления магазина в сторону его меньших значений (с 0,035 Ом в известном до 0,009 Ом) ступенями до 0,0001 Ом, уменьшить влияние вариации переходных сопротивлений подвижных контактов переключателей декад на показания магазина и получить следующие технические парамет35 рыг регулировать величины сопротивлений 0,009 — 0,1 Ом ступенями по 0,0001 Ом и основной погрешностью . и 0,2%; 0,1 - 111,1110 Ом ступенями по 0,0001 Ом и основной погрешно+ р стью 0,02%| 0,01 - 0,1 Ом ступенями через 0,001 Ом и основной погрешностью «+0,02% при условии, что декада 0,0001 Ом установлена в положение 10.

1054838

Ц

1Р7

Сост авитель И. Волков

Редактор А.Гулько Техред В. далекорей Корректор A.Çèìoêîcîâ

Заказ 9111/54 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4