Устройство для измерения сопротивления

Устройство для измерения сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для измерения сопротивлений на основе неуравновешенного моста. Цель изобретения - повышение точности измерения достигается введением в устройство резисторов 8, 9 и третьих неподвижных контактов в переключатели 10, 11. Устройство содержит также резисторы 2-7, измеряемый резистор 1, усилитель 12, блок 13 сравнения, блок 15 вычисления и регистрации, интегратор 14, блок 16 управления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, /; РЕСПжЛИН

„.SU„160

А1

y1)g G 01 R 27/02

АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

РЕТЕНИЯМ И OYHPbITHRM

Т СССР

ГОС

00 И

ОРИ

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф .10 (21) (22) (46) (71) инст (72) (53) (56)

У 88

ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4328324/24-21

16. 11.87

23.11.90. Бкл. Ф 43

Куйбышевский политехнический тут им. В.В.Куйбышева

В.Я .Купер и А.А.Новиков

621.317.3 (088 8)

Авторское свидетельство СССР

902, кл, G 01 R 17/10, 1981, торское свидетельство СССР

2060, кл, 6 01 R 17/10, 1983 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения сопротивлений на основе неуравновешенного моста. Цель изобретения — повышение точности измерения достигается введением в устройство резисторов 8, 9 и третьих неподвижных контактов в переключатели

10, 11. Устройство содержит также резисторы 2-7, измеряемый резистор 1, усилитель 12, блок 13 сравнения, блок 15 вычисления и регистрации, интегратор 14, блок 16 управления.

1 ил.

1608589

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения сопротивления на основе неуравновешенного моста, и может быть использовано при построении цифровых приборов для измерения температуры, деформации и других преобразуемых в электрическое сопротивление величин, Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешности нелинейности и уменьшения случайной погрешности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения сопроти.:»ления.

Устройство содержит резистивный мост, в который включается измеряемый резистор 1, содержащий резисторы 2-б, резисторы 7-9, первый 10 и второй 11 управляемые переключатели, усилитель

12, блок 13 сравнения, интегратор 14, блок 15 вычисления и регистрации и блок 16 управления.

При этом резисторы 1 и 2 соединены последовательно и образуют первую ветвь моста, вторую ветвь которого образуют последовательно соединенные резисторы 3-6, резисторы 7-9 соединены последовательно, первый, второй и третий входы первого переключателя

10 соединены с выводами резисторов 4 и 5, а выход соединен с первым выводом резистора 9 и перным входом вто" рого переключателя 11, второй вывод резистора 9 соединен с первым выводом резистора 8 и вторым входом второго переключателя 11, второй вывод резистора 8 соединен с первым выводом резистора 7 и третьим входом второго переключателя 11, второй вывод резистора 7 соединен с первыми выводами резисторов 1 и 2, вторые выводы которых соединены соответственно с первыми выводами резисторов 3 и 6, Причем первый вывод резистора 3 соединен с общей шиной, а первый вывод резистора 6 — с входом интегратора 14. Выход второго переключателя 1 1 соединен с первым входом усилителя

12, второй вход которого соединен с первыми выводами резисторов 1 и 2 и вторым выводом резистора 7, выход усилителя 12 соединен с первым входом блока 13 сравнения, нторой вход которого соединен с выходом интегратора 14, выход блока 13 сравнения соединен с входами блока 15 нычисления и регистрации и интегр тора 14, а ныходы блока 16 управления соединены с управляющими входами первого 10 и второго 11 переключателей, а также блока вычисления и регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Процесс измерения состоит из четырех тактов, В первом такте переключатель 10 находится в положении g, переключатель 11 — в положении S . Нап-. ряжение на входе усилителя 12 равно

К7+К (R» ), (1)

Rg+Rg+R +R R, +Кg К)+К4+Кд+Кь где Uo — напряжение питания моста;

К, — эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находится в положении и

К»-R> — сопротивления резисторов 1-9 соответственно.

Во втором такте переключатель 10 устанавливается в положение 5, переключатель 11 остается в прежнем положении. Напряжение на входе усилителя

12 равно

R7+RB

1» =Ц, ... (=.

30 R +RB+ 9+R» R< + 2

35 3+В 4(3) ,,15 R )+Q+R +R где R — эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находится в положении о .

В четвертом такте переключатель

10 остается н прежнем положении, переключатель 11 устанавливается в положение 5 . На вход усилителя 12 подается напряжение

R7 R»»

U = U — — — - — — (-= — ——

R7+RB+9+R»

Ry — — ) R>+R,+R>+Rq (4) Rq+Rg+R ) (2)

R3+R4+R 5+R6 где R — эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находится в положении .

В третьем такте переключатель 10 устанавливается в положение, переключатель 11 — в положение а . Напряже40 ние на входе усилителя 12

R +Rÿ+R R»

U — 1 вь 2. (R7+RS+++Re> »+ а

1608589 х=-Z

К н

1+AZ

Кх=К =К

1-AZ (12) R o(Ran+Re) где А = — — -- — —.

К (К)+Ка)

Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления, содержащее первый, второй, третий и четвертый резисторы, зажимы для подключения измеряемого резистора, пятый и шестой резисторы, первый и второй управляемые переключатели, усилитель, блок сравнения, блок вычисления и регистрации, интегратор и блок управления, причем первый вывод первого резистора соединен с первым зажимом для подключения измеряе мого резистора и общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора и первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт первого переключателя соединен с вторым выводом второго резистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом четвертого резистора, выходом блока сравнения и входом интегратора, второй вывод четвертого резистора соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого резистора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с вторым неподвижным контактом, второго переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом пятого резистора и подвижным контактом первого переклю" чателя, подвижный контакт второго переключателя соединен с первым вход-. ным выводом усилителя, второй входной вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора, выход усилителя соединен с первым входом. те

6Кх

2R а 2 У

30 е К х — номинальное значение измеряемого сопротивления; х хмакс-К„„„„- диапазон изменения сопротивления R .

Иэ (6) следует, что с достаточной пенью точности можно считать

Кт+К +К +Кз = 4+КО+К +Кэ ° аКх 40

Например, при = 10% равенство

Кхо выполняется с погрешностью 7,5

3 % ст (7 х1

R<

К4+К4 — — — — — — — х;

R3+R4+R5+R6 (8)

R I+R2 ать в виде

И,,=И, (х+ );

Ф

U,=U, (x-h);

U, =-=И, (1+К) х;

И4 =, (1 -К) х а

55 (9) Период выходного сигнала связан напряжением на входе усилителя 12 висимостью

Т = аа+а,U + ахи

2 э (5)

5 е а — начальное значение периода выходного сигнала; а< — чувствительность устройства; а2 — коэффициент нелинейности.

Эквивалентное выходное сопротивлее моста при различных положениях реключателя 10 равно

R R ° ll R2+(R4+R +Re) ll

R 32 К((К2 (К4 К +К3) R6;

R» R II К2+(Кз К+) (((R +Re) ° 15

Очевидно, что при R>=R<, и при одм и том же значении измеряемого противления К, К ;-К =R . Примем кже R4=R5=Roy RS=R4. то да

R =R (I R +-(R + --- — — ) °

1 Ко

2 2 3 1+К /К ю

2 2 З о °

Для получения наибольшей чувстви- 25 ьности моста

2 7 д ч хою (6) Обозначив U -- — - — — = И

R+R + оК +К +К +К Ио

Rg К4 — — — - К; — — — — — — =Ь|

К7+КЬ КЗ+К4+К5+К6 си тему уравнений (1) — (4) можно заС учетом (5) справедливы выражения

Т, =а,+а< (х+а)+а (х+Й)

Т =а,+a", (х-й)+а" (х-6) (10) т> =а„+а+ (1+к) х+а+ (1+к) 3 х °

Т4 =аа+а (1-К) х+а" (1-К) х3

4, Ф 4 2 где а, =. а, U» а =а (И, ) .

Решая относительно х, можно получить

Т> -Т4 где Z

Т,-Т

Формула для вычисления измеряемого сопротивления имеет вид

1608589

Составитель В.Стукая

Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Редактор С,Патрушева

Зака з 3614 Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход блока сравнения соединен с входом блока вычисления и регистрации выхоS ды блока управления соединены с управляющими входами первого и второго переключателей и блока вычисления и регистрации, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, 1ð в него введены седьмой и восьмой резисторы и третьи неподвижные контакты в первый и второй переключатели, причем седьмой резистор соединен одним выводом с вторым выводом второго ре- .. зистора и вторым неподвижным контактом первого переключателя, а вторым— с .первым выводом третьего резистора и третьим неподвижным контактом первого переключателя, первый вывод восьмого резистора соединен с вторым выводом шестого резистора, а второй его вывод соединен с первым выводом пятого резистора и третьим неподвижным контактом второго переключателя.