Устройство для измерения сопротивления

Устройство для измерения сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор постоянного тока, состоящий из двух магнитных сердечников на которых намотаны обмотки, соответственно, с постоянным и регулируемым количеством витков, обмот ка возбуждения и индикаторная обмотка , а также генератор возбуждений, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения, детектор баланса ампер-витков, входы которого подАтючены к выводам индикаторной обмотки, а выход - к нуль-индикатору, от-, личающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности, оно снабжено тремя усилителями и тремя образцовыми резисторами , причем обмотка с постоянным количеством витков включена между выходом первого усилителя и его инвертирующим входом, который через первый образцовый резистор соединен с j одним из выводов источника постоян (Л ного напряжения и одной клеммой для подключения измеряемого объекта, с другая клемма подключена к инвертирующему входу второго усилителя и через второй образцовый резистор соединена с выходом второго усилителя , регулируемая обмотка компаратора включена выходом третьего усилителя и его инвертирующим входом, который через третий образцовый резистор соединен с выходом второго СП усилителя, а неинвертирующие входы всех трех усилителей и второй вывод источника постоянного напряжения со соединены между собой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ц5В G 01 g 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3538422/18-21 (22) 28,10.82 (46) 23.02 ° 84. Бюл. Р 7 (72) Е.Я.Бадинтер, A Ì.Чернов, Е,И.Шморгун и В,A ..Яцук (71) Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения Научно- производственного объединения Микропровод и Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621. 317.333 (088,8) (56) 1, Клибанов Л,И. и др. Высокоомные меры электрического сопротивления. Аппаратура и методы аттестации . — Иэмерени я, контроль, автоматизация. Научно-технический реферативный сборник. Вып. 3 (37) . М., 1981, с.19-28.

2, Н.J.Kusters and М.Р.Мас--Martin

А Direct Current Сошраг at or Br i dg e

for High, Resistance Measurements

TEEE Trans. Instrum . Meas. v01

1М-22, У 4, December, 19 72 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор постоянного тока, состоящий из двух магнитных сердечников на которых намотаны обмотки, соответственно, с постоянным и регу„„Я0„„1 519 А лируемым количеством витков, обмот= ка возбуждения и индикаторная обмотка, а также генератор возбуждений, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения, детектор баланса ампер-витков, входы которого подхлючены к выводам индикаторной обмотки, а выход — к нуль-индикатору, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности, оно снабжено тремя усилителями и тремя образцовыми резисторами, причем обмотка с постоянным количеством витков включена между выходом первого усилителя и его инвертирующим входом, который через первый образцовый резистор соединен с @ одним из выводов источника постоянного напряжения и одной клеммой для подключения измеряемого объекта, другая клемма подключена к инверти- С, рующему входу второго усилителя и через второй образцовый резистор соединена с выходом второго усилителя, регулируемая обмотка компаратора ф, включена между выходом третьего усилителя и его инвертирующим входом, который через третий образцовый ре- а,) зистор соединен с выходом второго усилителя, а неинвертирующие входы всех трех усилителей и второй вывод Миий источника постоянного напряжения соединены между собой.

С) 1075190

Изобретение относится к злектрб= измерительной технике и может быть использовано для прецизионного изме рения электрического сопротивления, а также для поверки измерителей и магазинов сопротивления.

Известно устройство для измерения электрического сопротивления, содержащее четырехплечий резистивный мост, в одну пару противоположных плеч которого включены измеряемый резистор и уравновешивающий магазин, а в другую — постоянные рези сторы (1), Недостатком известного устройства является низкая точность измерения вследствие влияния токов утечки чере з сопроти вление изоляции элементов конструкции моста, нестабильнос ти реэисторных элементов плеч моста, влияния уравновешивающего (отсчетного) плеча, источника питания моста и параметров коммутирующих узлов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор тока, состоящий из двух магнитных сердечников, на которых намотаны обмотка с постоянным количеством витков, регулируемая обмотка, обмотка возбуждения, индикаторная обмотка; генератор возбуждения, детектор и индикатор баланса ампер-витков магнитного компаратора, а также источник постоянно- 35

ro тока, образцовый и измеряемые ре зисторы, регулируемый источник постоянного тока и гальванометр f2), Недостатками известного устройства являются малый диапазон изме- 4д рения, а также низкая точность измерения вследствие влияния магнитных шумов сердечников компаратора при измерении высокоомных сопротивлений.

Целью изобретения является pac- 45 ширение диапазона и повышение точ носту измерения сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения сопро-тивления, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор постоянного тока, состоящий из двух магнитных сердечников на которых намотаны обмотки, соответственно, с постоянным и регулируемым количеством витков, обмотка возбуждения и индикаторная обмотка, а также генератор возбуждения выходы которого подключены к обмоткам возбуждения, детектор баланса ампер-витков, входы которого 60 подключены к выводам индикаторной обмотки, а выход — к нуль-индикатору, снабжено тремя усилителями и тремя образцовыми резисторами, прьчем обмотка с постоянным количест- 65 вом витков включена между выходом первого усилителя и его инвертирующим входом, который через первый образцовый резистор соединен с одним иэ выводов источника постоянного напряжения и одной клеммой для подключения измеряемого объекта, другая клемма подключена к инвертирующему входу второго усилителя и через второй образцовый резистор соединена с выходом второго усилителя, регулируемая обмотка компаратора включена между выходом третьего усилителя и его инвертирующим входом, который через третий образцовый резистор соединен с выходом второго усилителя, а неинвертирующие входы всех трех усилителей и второй вывод источника постоянного напряжения соединены между собой, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит магнитный компаратор 1 тока, состоящий из двух магнитных сердечников 2 и 3, на которых намотаны обмотка 4 с постоянным количеством витков, регулируемая обмотка 5, обмотки б и 7 возбуждения и индикаторная обмотка 8, генератор 9 возбуждения, выходы которого подключены к обмоткам б и 7 возбуждения, детектор 10 баланса ампервитков, входы которого соединены с индикаторной обмоткой 8, а выходы с нуль-индикатором 11, первый, второй и третий усилители 12-14 постоянного тока, измеряемый резистор 15, первый, второй и третий образцовые резисторы 16-18, а также источник 19 постоянного напряжения. Инвертирующий вход усилителя 12 через первый образцовый резистор 1б соединен с источником 19 постоянного напряжения и через обмотку 4 с постоянным количеством витков подключен к выходу усилителя 12. Инвертирующий вход усилителя 13 через резистор 17 соединен с его выходом, а через измеряемый резистор 15 — с источником

19 постоянного напряжения. Выход усилителя 13 подключен к инвертирующему входу усилителя 14, к которому подсоединен и один из выводов регулируемой обмотки 5, а регулирующий вывод последней соединен с выходом усилителя 14.

Устройство работает следующим об- разом, Напряжение с источника 19 постоянного напряжения подают на инвертирующий измерительный усилитель, собранный на усилителе 13, измеряемом резисторе 15 и втором образцовом резисторе 17, Выходное напряжение измерительного усилителя подают на преобразователь напряжение-ток, состоящий из третьего образцового резистора 18 и усилителя 14, ток преоб1075190

40 где кш— напряжение источника 19 постоянного напряжения; сопротивление образцового резистора 17; сопротивление измеряемого резистора 15. раз ователя пропуск ают через ре гулируемую обмотку 5 магнитного компаратора тока. Одновременно напряжение с источника 19 постоянного напряжения подают на второй преобразователь напряжение-ток, реализованный 5 на первом образцовом резисторе 16 и усилителе 12, выходным током которого запитывают обмотку 4 с постоянным количеством витков магнитного компаратора 1 тока, )О

Обмотки регулируемая 5 и с постоянным количеством витков 4 преобразуют токи, протекающие в них, в напряженность постоянного магнитного поля, причем их включают так, чтобы они создавали встречно-направленные напряженности, Посредством магнитного компаратора тока и генератора возбуждения алгебраическую сумму напряженностей (реэультирую щую напряженность) постоянного магнитного поля преобразуют в ЭДС четных гармоник. Эту ЭДС, наводимую в обмотке 8, усиливают и преобразуют в постоянное напряжение с по" щью 25 детектора 10 баланса ампер-витков, а постоянное напряжение индицируют посредством нуль-индикатора 11. Изменением количества витков регулируемой.обмотки 5 добиваются нулевых показаний нуль-индикатора 11 и про30 изводят отсчет измеренного сопротив ления по лимбам регулируемой обмотки.

Выходное напряжение М второго усилителя равно

Напряжение V< преобразуется в постоянный ток, равный

1 (г)

Rx ог где Я - сопротивление резистора 18.

Через обмотку 4 магнитного компар ат ар а тока пропуск ают то к 1г равный

1г.= g оЗ

Rî>

Rх= — — й„ аког (45 где ®„,Фд — количество витков соответственно регулируемой

5 и 6 с постоянным количеством витков 4 обмоток.

Как видно из равенства (4) предельная погрешность измерения сопро тивления будет равна сумме погрешностей отношения витков обмоток 4 и 5, отношения сопротивлений резисторой 17 и 18, сопротивления резистора 16, а также погрешностей от входных токов и дрейфа напряжения смещения усилителей и магнитных шумов магнитного компаратора тока.

Учтя некоррелированность погрешностей, суммарная среднеквадратичная погрешность измерения составит

7 ° 10"" Ъ при 10 Ом и 1,7 ° 10 В при 10 Ом.

Таким образом, устройство позволя— ет расширить диапазон и повысить точность измерения сопротивлений, при равенстве аппаратурных затрат по сравнению с известными устройствами. где R gg — сопротивление резистора 16, При балансе ампер-витков магнитного компаратора тока можно записать . 1 %1= 1г Wq или, подставив значения

I< и L из уравнений (2) и (3), получим

1075190

Тираж 711 Подпис н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1 1 30 35 р Москва, Ж-35,, Раушская наб,, д, 4/5

3 ак аэ 49 3/39

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель Л,Михалев

Редактор С, Патрушева Техред А. Бабинец Корректор М. Шароши