Магазин сопротивлений-калибратор напряжения

Магазин сопротивлений-калибратор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устр-во содержит повторители напряжения (ПН) 1 и 2, меру 3 отношения, управляемый мультирезистор 4, источник 5 напряжения , коммутаторы 6 и 7, выполненные на ключах, и выходные шины 8, 9 и 10. При использовании устр-ва в качестве магазина сопротивлений напряжение на его зажимах зависит от тока источника тока, подключенного к шинам 8 и 10, а также от подключенного в зависимости от диапазона воспроизведения сопротивления одного из резисторов управляемого мультирезистора 4 и не зависит от переходного сопротивления ключей коммутаторов 6 и 7. Такое подключение резисторов полностью устраняет влияние переходных сопротивлений ключей, что обеспечивает высокие метролог гческие х-ки устр-ва. При использовании устрва в качестве калибратора напряжений напряжение.на шинах 9 и 10 определяется значением напряжения источника 5, подключенного коммутаторами 6 и 7 к выходам ПН 1 и 2, а также кодом, записанным в мере 3, ti не зависит от остаточных параметров ключей. Выходное сопротивление калибратора напряжений определяется выходньм сопротивлением ПН 2. 1 11л. сл И to М со о 05 fO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН дН 4 С 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К МИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4096985/24-09 (22) 19.05.86 (46) 30,09.88, Бюл. Ф 36 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Р ° Н.Огирко, Я.В.Пацарнюк, ЕьИ.Шморгун и В.А.Яцук (53) 621.316.8 (088.8) (56) Патент Польши 9 1316999 кл. С 01 R 35/00, 30.04.86,, (54) МАГАЗИН СОПРОТИВЛЕНИЙ вЂ” КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повьппение точности. Устр-во содержит повторители напряжения (ПН) 1 и 2, меру 3 отношения, управляемый мультирезистор 4, источник 5 напряжения, коммутаторы 6 и 7, выполненные на ключах, и выходные шины 8, 9 и 10. При использовании устр-ва в качестве магазина сопротивлений

„„Я0„„1427306 напряжение на его зажимах зависит от тока источника тока, подключенного к шинам 8 и 10, а также от подключенного в зависимости от диапазона воспроизведения сопротивления одного из резисторов управляемого мультирезистора 4 и не зависит от переходного сопротивления ключей коммутаторов 6 и 7. Такое подключение резисторов полностью устраняет влияние переходных сопротивлений ключей, что обеспечивает высокие метрологические х-ки устр-ва. При использовании устрва в качестве калибратора напряжений напряжение.на шинах 9 и 10 определяется значением напряжения источника

5, подклю енного коммутаторами 6 и 7 к выходам ПН 1 и 2, а также кодом, записанным в мере 3, и не зависит от остаточйых параметров ключей, Выходное сопротивление калибратора напряжений определяется выходным сопротивлением ПН 2. 1 ил.

1427306

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано для изготовления магазинов сопротивлений — калибраторов напря5 жения, например, при изготовлении приборов для проверки теплотехнических средств измерений, работающих как с термопреобразователями сопротивления, так и с термоэлектрическими преобразователями (термопарами).

Цель изобретения — повышение точ" ности

На чертеже представлена структурнал электрическая схема предлагаемого устройсъва.

Устройство содержит первый и второй повторители 1 и 2 напряжения, мера 3 отношения, управляемый мультирезистор 4, источник 5 напряжения, первый коммутатор 6, выполненный на и ключах 6, » ...6» второй коммутатор 7, выполненных на п ключах 7,,7 ...7„, выходные шины 8, 9»10. 25

Устройство работает следующим образом.

При использовании устройства в качестве магазина сопротивления выходами устройства служат выходные шины

8 и 10, а при использовании устройства в качестве калибратора напряжения используют выходные шины 9 и 10.

Рассмотрим работу устройства в каждом иэ указанных режимов.

При использовании устройства в качестве магазина сопротивления один из резисторов управляемого мультирезистора 4 (в зависимости от диапазона 40 воспроизведения сопротивления) с помощью первого и второго коммутаторов

6 и 7 подключается соответственно к выходам первого и второго повторителей 1 45 жение, возникающее на подключенном резисторе управляемого мультирезистора 4, с помощью первого повторителя 1 напряжения воспроизводится на входах меры 3 отношения. Входное напряжение на выходе меры 3 отношения с помощью второго повторителя 2 напряжения воспроизводится между его выходом и выходной шиной 1О. Цепи питания повторителя напряжений гальванически развязаны. При подключении источника тока к выходным шинам 10 и 8 напряжение, возникающее между ними, определяется выражением где !

U»! = Iîr; + Iex г,+ о о (1-P) «(2) где r — эквивалентное. сопротивле-! ние ключа первого коммутатора 6; коэффициент деления меры 3 отношения между общей точкой питания повторителя напряжения и выходом;

I „ — входной ток первого повторителя 1 напряжения.

Подставив значение Цщ,„ из выражения (2) в (1), получим

U, = ТоRO tII Ie г ° (3) Учитывая, что значение тока I e> для современных операционных усилителей составляет десятки пикоам-! пер, а значение сопротивления г; порядка 100 Ом (для ключевых элементов на полевых транзисторах), то

t составляющей 1 „ r. в выражении (3) можно пренебречь.

Тогда выражение (3) можно представить в виде: (4) Как видно иэ выражения (4), напряжение на зажимах магазина сопротивлений зависит только от тока источника тока, подключенного резистора управляемого мультиреэистора 4 и не зависит от переходного сопротивления ключей. Указанное подключение резисторов управляемого мультирезистора 4 в магазине сопротивленапряжение на выходных шинах 8 и 10 при прот!.кании тока I источника тока, r — эквивалентное сопрот .вле-! ние ключа второго коммутатора 7;

Ue„„ — напряжение между вы одом второго повторителя ? напряжения и выходной шиной 10.

Напряжение повторяет эквивалентное напряжение между вьгходом и инвертирующим входом второго повторителя 2 напряжения, которое определяется выражением

14273 l0 вых еых. g ч (5) (9) еых

50 ний полностью устраняет влияние переходных сопротивлений ключей, что обеспечивает высокие метрологические характеристики последнего.

При использовании устройства в качестве калибратора напряжения к выходам повторителей 1 и 2 напряжения с помощью коммутаторов 6 и 7 подключается источник 5 напряжения.

Аналогично описанному выше напряжение на выходных шинах 9 и 10 определяется выражением где 0 „ы„ — напряжение на выходных шинах 9 и 10 напряжение между выходом второго повторителя 2 напряжений и выходной шиной 10, I — ток нагрузки калибратора .напряжений;

r — сопротивление ключа второго коммутатора 7.

Абсолютное значение Uebi> опрецеляется выражением

Ео!

U =Е (1 — р)+ — -+Ir+ I r (б} еых.е о г р вх1 " 30 вх где Р— входное сопротивление пер ех вого повторителя 1 напряжения;

I — входной ток первого повтоех 35 рителя 1 напряжения, I г;,r — сопротивления ключей первого и второго коммутаторов 6 и 7; значение кола, установ- 40 ленного мерой 3 отношения.

Учитывая, что значение Р „ для повторителей напряжения, выполненных на современных ОУ, имеет сравнительно большое значение (порядка десят- 45 ков мегаОм), а значение тока малое, соответствующими составляющими выражения (6) можно пренебречь. Тогда выражение (6) можно записать

Б„,„= Е (1 — p) + Iör,, Подставив значение U „„ иэ выражения (7) в (5), получим

U8û Fî (1 Р)+ I„r I„r; Eî(1 p) (8) Как видно из выражения (8), напряжение на выходных шинах 9 и 10 уст06

4 ройства определяется только значением напряжения источника 5 напряжения, с также кодом, записанным в мере 3 отношения, и не зависит от остаточных параметров ключей. Выходяn сопротивление калибратора напряжения определяется выходным сопротивлением второго повторителя 2 напряжения.

Для удобства код, подаваемый в меру 3 отношения, можно дополнительно инвертировать, тогда выражение (8) можно записать в виде

Формула изобретения

Магазин сопротивлений — калибратор напряжения, содержащий первый повторитель напряжения, источник напряжения, первый коммутатор, о т— л и ч а ю шийся гем, что, с целью повышения точност,, в него введены второй повторитель Hi. ðÿæåíèÿ, второй коммутатор, мера отношения, управляемый мультирезистор, при этом первые и второй повторители напряжения выполнены на операционных усилителях с искусственной средней точ кой, а вход управляемого мультирезистора соединен с инвертирующим гходом первого повторителя напряжения и является первым выходом магазина сопротивления, мера отношения включена между неинвертирующнм входом и выходом первого повторителя напряжения, отвод которой соединен с инвертирующим входом второго повторителя напряжения, неинвертирующий вход которого является вторым выходом магазина сопротивления и калибратора напряжения, первый и второй коммутаторы выполнены на п-ключах,при этом и-1 выходов управляемого мультиреэистора соединены с и-1 входами первого и второго коммутаторов соответственно, и-е входы первого и второго коммутаторов объединены и являются первым выходом калибратора напряжения и через источник напряжения подключены к инвертируюшему входу первого повторителя напряжения, выходы первого коммутатора объединены и подключены к выхсду первого повторителя напряжения, а выходы второго коммутатора объединены и подключены к выходу второго повторителя напряжения.