Устройство для измерения относительной погрешности делителей тока

Устройство для измерения относительной погрешности делителей тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ДЕЛИТЕЛЕЙ ТОКА, Содержащее источник опорного напряжения, первьй и второй опррациOHiffiie усилители, нуль-орган, первьй вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, измерительный прибор, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряженияj клеммы для подключения контролируемого объекта, образцовую меру отношения и блок управления , вход которого подключен к ВЬпсоду нуль-органа, первый выход блока управления подключен к управляющему входу измерительного прибора. а второй выход блока управления соединен с управляюцим входом образцовой меры отношения, выход которой соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей подключены к общей шине, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, в него введен.масштабирунщий преобразователь, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход - с другим входом измерительного прибора и первым аналоговым ; входом образцовой меры отношения, W второй аналоговый вход которой соединен с выходом второго операционного усилителя и вторым входом нульоргана , причем первая для под ключения контролируемого объекта сое динена с выходом источника опорного напряжения, вторая - с инвертирующим входом первого операционного усиСП лителя, выход которого соединен с о третьей клеммой для подключения кон;п тролируемого объекта, а третий выход блока управления подключен к управ;О ляющему входу масштабирукядего преобразователя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111.1(ц С 01 В. 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ CCCP

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (23) 3656430/24-21 (22) 26.30.83 (46) 35,04. 85. Бюл. Ф 34 (72) В. Г. Шитов и С.N. Прохоров (71) Пензенский инженерно-строительный институт (53) 62t.337.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 66l411, кл. О 03 Н 22/ОО, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 705376, кл. (01 R 27/00, 1979 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ДЕЛИТЕЛЕЙ

ТОКА, содержащее источник опорного напряжения, первый и второй операционные усилители, нуль-орган, первый вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, измерительный прибор, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, клеммы для подключения контролируемого объекта, образцовую меру отношения и блок управления, вход которого подключен к выходу нуль-органа, первый выход блока управления подключен к управляющему входу измерительного прибора, а второй выход блока управления соединен с управляющим входом образцовой меры отношения, выход которой соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей подключены к общей шине, о т л и ч а ю m; е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, в него введен масштабирующий преобразователь, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход — с другим входом измерительного прибора и первым аналоговым з входом образцовой меры отношения, второй аналоговый вход которой соединен с выходом второго операционного усилителя и вторым входом нульоргана, причем первая клемма для подключения контролируемого объекта сое-динена с выходом источника опорного напряжения, вторая — с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с третьей клеммой для подключения контролируемого объекта, а третий выход блока управления подключен к управляющему входу масштабирующего преоб, разователя.

3 11505

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения погрешности делителей тока на различных стадиях их производства, а также на вход- 5 ном и выходном контроле.

Известен компаратор отношений сопротивлений, который содержит регулируемый источник напряжения, выход которого соединен с входными клеммами, коммутатор, два входа одного иэ направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направления соединен с выходом кон- 15 денсатора, образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопозиционный переключатель и операционный усилитель, при этом задатчик 20 кода соединен с входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым ьыходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен с вторым 25 выходом коммутатора, третий вход одного из направления которого соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен 5ц к входным клеммам, а выход его соединен с третьим входом коммутатора другого направления, два входа которого соединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход компенсато-З ра соединен с вторым выходом регули" руемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу ком- » пенсатора, при этом регулируемый источнчк напряжения содержит автономный источник напряжения, выход которого соединен с второй выходной клеммой и через последовательно соединенные ос- » новной резистивный делитель напряжения, аналоговый ключ и операционный усилитель и резистором в его цепи обратной связи подключен к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с входной клеммой, при этом блок задания масштаба содержит резистивный делитель напряжения, выход которого соединен с выходной клеммой, а вход его через аналоговый ключ соединен с входной клеммой, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом задатчика масштаба,компенсатор содержит элемент сравнения, выход которого соединен с входом регистрирующего устройства и с входом цифроаналогового преобразователя, а первый вход элемента сравнения подключен к входной клемме, а второй его вход соединен с первым выходом цифроаналогового преобразователя,, второй вход которого соединен с входной клеммой (1).

Однако быстродействие компарирования отношений сопротивлений зависит от исполнения сопротивлений, так как, например, в проволочных резисторах из микропровода при переключении такта устройства с коррекционного на измеряемый возникают переходные процессы, лищь по истечению которых можно включать измерительный прибор.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для проверки отношений сопротивлений, которое содержит источник опорного напряжения, выход которого через резистивный делитель напряжения соединен с входом ключа и непосредственно с одним из входов измерительного прибора, первый выход ключа соединен с одним иэ входов преобразователя тока в напряжение,.а другой вход последнего соединен с вторым выходом ключа и с земляной шиной устройства, выход преобразователя тока в напряжение соединен с первым зажимом для подключения проверяемых резисторов, операционный усилитель, неинвертирующкй вход которого соединен с земляной шиной, а выход — с другим входом измерительного прибора, блок управления и двухпозиционный ключ, нуль-орган и

/ переменный резист. р, выполненный, например, в виде цифроуправляемого сопротивления, причем второй и третий зажимы для подключения измеряемых резисторов соответственно соединены с входами двухпозиционного ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, в отрицательную обратную связь которого включен переменный резистор, а параллельно измерительному прибору включен нуль-орган, выход которого соединен с входом блока управления, а управляющие входы ключа, двухпозиционного ключа, измерительного прибора и переменного реl150579 зистора соединены соответственно с выходом блока управления (2) .

Недостаток известного устройства — ограниченное быстродействие

его работы. После переключения двухпозиционного ключа измерение ЬЧ измерительным прибором можно начинать лишь после установления переходного процесса в резисторе. Если реактивная составляющая этого резистора 10 имеет значительную величину, то время переходного процесса может ока. заться существенным.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения. 15

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения относительной погрешности делителей тока, содержащее источник опорного напряжения, первый и второй операционные 20 усилители, нуль-орган, первый вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, измерительный прибор, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, клеммы для подключения контролируемого объекта, образцовую меру отношения и блок управления, вход которого подключен к выходу нуль-органа, первый выход блока управления ЗО подключен к управляющему входу измерительного прибора,-а второй выход блока управления соединен с управляющим входом образцовой меры отношения, выход которой соединен с инвер- д тирующим входом второго операционного усилителя, при этом неинвертирующие входы операционных .усилителей подключены к общей шине, введен масштабирующий преобразователь, первый 40 вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход — с другим входом измерительного прибора и первым аналоговым входом образцовой меры отношения, 45 второй аналоговый вход которой соеди нен с выходом второго операционного усилителя и вторым входом нуль-органа, причем первая клемма для подключения контролируемого объекта сое- 50 динена с выходом источника опорного напряжения, вторая — с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого соединен с третьей клеммой для подключения контролируе- 55 мого объекта, а третий выход блока управления подключен к управляющему входу масштабирующего преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения относительной погрешности делителей тока содержит источник опорного напряжения

1, первый и второй операционные усилители 2 и 3, выходы которых соединены с входами нуль-органа 4, измерительный прибор 5, контролируемый объект 6, образцовую меру отношения 7, блок управления 8 и масштабирующий преобразователь 9. Причем выход нульоргана 4 через блок управления 8 соединен с входами масштабирующего преобразователя 9 и измерительного прибора 5, другие входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения 1 и с одним выводом контролируемого объекта 6.

Устройство работает следующим образом.

Работа происходит в два такта.

В первом такте блок управления 8 устанавливает образцовую меру отношения 7 таким образом, что отношение ее плеч равно номинальному значению отношения объекта 6 и изменяет состояние масштабирующего преобразователя 9, т.е. его коэффициент передачи m до тех пор, пока нуль-орган 4 не будет фиксировать равенство напряжений на выходах операционных усилителей 2 и 3. Как только напряжения с выходов операционных усилителей 2 и 3 сравняются, нуль-орган

4 сигнализирует об этом, и блок управления 8 включает измерительный прибор 5, который измеряет разность

1 Ч=Е- ш-Е (1) где m — коэффициент передачи масштабирукщего преобразователя 9 в момент равенства напряжений с выходов операционных усилителей 2 и 3.

Из первого такта вытекает (2)

Ч2=Е ш Ко

U E К (3) где V V — напряжения с выходов операционных усилителей 2 и

3 соответственно;

К и К вЂ” номинальное и измеряемое он з наче ния образцов ой меры отношения 7 и объекта 6 соответственно.

Учитывая, что в результате работы первого такта V =V>. откуда, используя (2) и (3), вытекает

1150579 (5) 5

Составитель Л.Сорокина

Редактор В.Ковтун Техред З.Палий Корректор О. Билак

Заказ 2137/35 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д,4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ш= --

Ко (4) г Коп.

Подставляя (4) в (1) после несложных преобразований получаем

gV E — — Е Е о К

Ко

Крр о

Такйм образом, переход с одного такта работы на другой, т.е. с коррекционного на измерительный, не связан с переклкяением элементов 10 объекта 6 и, следовательно, не приводит к ограничению быстродействия измерения относительной погрешности делителей тока объекта 6, Измерительный такт наступает сразу же, как 1 только напряжения е выходов операционных усилителей 2 и 3 сравниваются, т.е. заканчивается первый такт

Таким образом, в предлагаемом устройстве быстродействие измерения относительной погрешности делителей тока значительно выше устройств аналогов и прототипа, так как оно не ограничено типом резисторов делителей тока и не зависит от их реактивных составлякнцих.

В качестве измерительного прибора

5 может служить цифровой вольтметр, шкала которого проградуирована в ггроцентах, а масштабируизцим преобразователем 9 может служить неинвертирунш(ий усилитель постоянного тока с коэффициентом передачи m значение которого может быть установлено как меньше, так и больше единицы.