Способ составления делителя напряжения
Патент 661350
Авторы
Классы МПК
Способ составления делителя напряжения
Иллюстрации
Реферат
ММ на ð
Союз Советскнк
Сощналнстическнк
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130773 (21) 1944711/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.
С О1 Ч a/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 050579. Бюллетень ¹ 17 (З1УДК 821.318. . 8 (088. 8) Дата опубликования описания 070579 (72) Автор изобретения
В. П. Мазуров (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОСТАВЛЕНИЯ ДЕЛИТЕЛЕЙ
НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к области точных электрических измерений, а именно к способам составления делителей напряжения, и может быть использовано для передачи единицы электрического сопротивления от первичного эталона групповым эталонам, поверки преэиционных делителей напряжения и тока, а также измерения напряжения, тока, сопротивления и т.д.
Известен способ составления делителя напряжения, основанный на построении двуплечей цепи, каждое плечо которой составляют из соединенных между собой последовательно либо па15 раллельно резисторов, и последующем двукратном измерении сопротивления каждого плеча путем перестановки их
Местами (1) .
2О
Недостатком известного способа является невозможность составления делителя с произвольным коэффициентом деления, отличным от п2, где e - число резисторов в плече делителя. 25
Известен способ составления двуплечего делнтеля напряжения, заключающийся в том, что каждое плечо делителя содержит равное число резисто- о ров одного и того же номинального значения сопротивления, соответственно соединенных последовательно и параллельно, основанный на измерении напряжения, последующей перестановке резисторов из одного плеча в другое с одновременным изменением вида ихсоединения, повторном измерении напряжения и определении значения измеряемого напряжения, как среднее арифметическое упомянутых измерений (21, Этот способ также не позволяет составлять делитель с произвольным коэффициентом деления, отличным от 0
Целью изобретения является обеспечение получения коэффициента деления, отличного от п, Поставленная цель достигается описанным способом составления двуплечего делителя напряжения, каждое плечо которого содержит резисторы одного и того же номинала, соответственно соединенные последовательно и параллельно, основанном на измерении на-, пряжения, последующей перестановке резисторов из одного плеча в другое с .изменением вида их соединения, повторном измерении напряжения и определении значения измеряемого напряжения, как среднее арифметическое упомянутых измерений, в котором одно
661350 плечо делителя составляют из соепиненных последовательно и параллельно групп резисторов, которые в свою оче; редь соединяют между собой последова тельно или параллельно, после перестановки резисторов из одного плеча в другое дополнительно изменяют вид соединения групп резисторов как между собой, так и внутри групп упомянутого плеча, после чего осуществляют повгорное измерение напряжения, На фиг. 1 и 2 приведена схема дву-10 плечего делителя напряжения с коэффициентом деления 10:1, соответственно до и после перестановки резисторов местами.
Для определения соединений резис- )5 торов в плечах делителя с произволь- . ным коэффициентом деления N первоначально находят отношение в номинального сопротивления HАН1 ппеча A к номйнальному сопротивлению 20 одного. резистора R, или отношение с сбпротивления одного резистора
Рк к сопротивлениюЧв„> плеча В, Для этого, например, используют зависимость: 25 аЯ =c ш н 123HI
Значение отношения в или с округляют до удобных разрядов. ЗО
По одному из выбранных отношений определяют второе иэ выраженйя
Ьс=й (2) после чего определяют струКтуру электрических цепей, состоящих из ре-35 зисторов одного номинального значения сопротивления с сопротивлением
i Ан1 =bllí и унт= Рí < для чего можно применить, напрймер, теорию цепных дробей. 40
Обозначают резисторы в плечах делителя и записывают зависимости для сопротивлений плеч ЯА1 и Чвг делителя при первом измерении:
1 АП
1 а
BIL 1 — > — ° ° ° >— (Й 55 (6) 60
По полученным формулам определяют структуру электрических цепей при втб" ром измерении.
А? i 2> . Лн) (3)
" Р-) (4)
Для того, чтобь> определить соединения резисторов в плечах делителя при 50 втором измерении, формулы (3) и (4) необходимо преобра зов ать, исполь зуя выраже ни я:
Составление одного или обоих плеч
Делителя из смешанных соединений резисторов одного номинального значения сопротивления позволяет получать произвольные коэффициенты деления отлич2
I ные от и . Перестановка резисторов в плечах делителя и пересоединение их при втором измерении с использованием преобразований (5) и (6) позволяет противопоставить относительные отклонения отдельных резисторов от их средневзвешенного значения сопротивления с учетом веса отклонения. каждого резистора и таким образом исключить первую степень влияния подгонки отдельных резисторов на средний коэффициент деления.
Рассмотрим конкретный пример составления двуплечего делителя напряжения.
Определяют отношение с иэ выражения (1) с округлением до целых чисел, т,е. c = 3„ Определяют т 1 в из выражения (2): в о
= 34-. с
Находят структуру электрических цепей с пспротивлением Б Анг= ЬЧ н
l — ЗуР, и Р „> = - н = —" . Так, сопротивлению ЯАн1 = 3- К H EE sHI — — — соЯн
Ъ ответствуют электрические цепи, состоящие из резисторов 31-Р6 иЧ> -Р > ..на фиг. 1.
Обозначают резисторы в плечах делителя, и записывают зависимости для сопротивлений плеч R I иРв1 при первом измерении:
А1 Е .2 5 (- (7)
Я4 RQ Я6
В1 (8)
+ — +—
Выполняют преобразования (5) и (6 и находят соединения резисторов при втором измерении:
AII 7 8 9 . (9)
1 1 1 1
3 Ч Я Я +Р %le (10)
Выражениям (9) и (10) соответствуют соединения резисторов, изображенные на фиг. 2.
Следовательно, плечо A™ делителя составляют иэ группы резисторов
Р1- R соединенных последовательно, и группы резисторов R4-R5, соединенных параллельно, а группы соединяют последовательно. Плечо В составляют иэ группы резисторовl>-Rq, соединенных параллельно, После измерения переставляют резисторы% -79 в плечо A и соединяют последовательно, резисторыß1-М > переставляют в плечо В, резисторы%1- РЗ соединяют меж661350
Puz.!
Составитель H. Нестеренко
Заказ 2433/40 Тираж 1089 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Ра шская наб.
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 ду собой параллельно, резисторы
R4-× соединяют между собой последовательно, а группы резисторов Р1- R>H
Я4 -Ч6 соединяют параллельно. Прбизво /
- ят второе измерение и определяют среднее значение из двух измерений.
Средний коэффициент деления при 5 двух измерениях не отличается от номинального N на величину, превышающую 2 S, где о — допу стимое от но2 сительное отклонейие сопротивления резисторов от их номинального значения R . Приб,равном 0,01%,это отклонение не превйшает 2 10 Ъ.
Описанный способ позволяет получать делители с произвольным коэффициентом, например ь = 3,1415926, с высокой точностью и с любой, заданной наперед, дискретностью. Кроме того, способ позволяет для делителей с произвольным коэффициентом деления уменьшить во второй степени влияние откло20 нений отдельных резисторов от номинала, влияние долговременной нестабильности сопротивления резисторов, дол говременных изменений температуры де- лителя.
Поз тому де ли тели с прои з в оль ным коэффициентом деления, реализующие предлагаемый способ, могут служить эталонами при проверке других делите" лей и использоваться при особо точных измерениях напряжения, тока и со- 30 противления.
Формула и з о брет е ни я
Способ составления делителей напряжени я, н апри мер двуплеч его, каж- дое плечо которого содержит реэисто- 35 ры одного и того же номинала, соответственно соединенные последовательно и параллельно, основанный на измерении напряжения, последующей перестановке резисторов из одного плеча в доугое с одновременным изменением вида их соединения, повторном измерении напряжения и определении значения измеряемого напряжения,как среднее арифметическое упомянутых измерений, отличающийся тем;что,с целью обеспечения получения коэффициг ента деления, отличного от п, одно плечо делителя составляют из соединенных последовательно и параллельно групп ре зи ст оров, которые в свою очередь соединяют между собой последовательно или параллельно, после перестановки резисторов из одного плеча в другое дополнительно иэмеМяют вид соединения групп резисторов как между собой, так и внутри групп упомянутого плеча, после чего осуществляют повторное измерение напряжения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1..Павленко Е. С. и др. Переходные меры электрического сопротивления
10 — 10 Ом. Труды метрологических институтов СССР. Л,, Энергия, 1971, Вып, 115 (175) °
2. Aennev Р.Methods, appava tus and
pvocedures fov comparison of pvecision
standard Рesistors ° GЛ8э ° Nat.Bury.
Stand", Н4О,825,с,262, (At