Компаратор отношений сопротивлений

Компаратор отношений сопротивлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И. .Й

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сецивлистических

Респуублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное и авт. свид-ву (22) аявлеио110477 (21) 2474066/18-21 (51) М. Кл.

Cj 01 Q 27/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК621. 317. .332.6(088,8) Опубликовано 050579. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликованию описания 070579

В. A. Андрианов, A. A. Жадаев, Ю. М. Крысин, Е, A. Ломтев и В. N. Мляндин ° (72) Авторы изобретения

Пензенский политехнический институт. (71) Заявитель (54) КОМПЙРКТОР ОТНОШЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЙ в

1

Изобретение относится к технике измерения параметров резисторов и делителей напряжений.

Известен компаратор сопротивлений, содержащий компарируемые сопротивления, каждое из которых включено в свой изолированный токовый контур, и компаратор изолированных токов, выполненный в виде двух реэистивных масштабирующих звеньев (1) .

Недостатком такого устройства является невозможность измерений отношения сопротивлений и их относительной разности. 15

Известно также устройство для измерения сопротивления и их отношения, содержащее основную токовую цепь иэ источника питания, последовательно» соединенного с перемейным резистором 20 и двумя измерительными резисторами, дополнительную токовую цепь, аналогичную основной, два переключателя и потенциальную цепь из двух мер напряжения и конденсатор (2) . недостатком этого устройства является невозможность измерения относительной разности отношений сопротивлений и относительной погрешности от- . ношений.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Это достигается тем, что в компаратор отношений сопротивлений, содержащий 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 входом кбмпенсатора; введены образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопоэиционный переключатель и операционный усилитель, при этом эадатчик кода соединен с входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен со вторым выходом коммутатора, третий вход одного из направлений которого соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен к входным клеммам, а выход его соединен с третьим входом кскмутато6614 ра другого направления, два входа которого соединены с соответствующими

-выходнйми клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходом регулируемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, вы ход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу компенсатора, а также тем, что регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения, выход которого оединен с второй10 выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, аналоговый, ключ и операционный усилитель с ре зистором в его цепи обратной связи 15 подключей к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с входной клеммой, а также тем, что блок задания масштаба содержит резистивный делитель напря- 20 ,жения, выход которого соединен с выходной клеммой, а вход era через аналоговый ключ соединен с входной клем- . мой, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом задатчика масштаба, а также тем, что 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 со входной клеммой.

На чертеже представлена электрическая схема компаратора отношений сопротивлений.

Устройство содержит регулируемый источник напряжения, выполненный в 40 виде цифроаналогового преобразовате ля (ДАП) 1, автономный источник напряжения 2, основной резистивный делитель 3, задатчик кода 4, аналого вые ключи 5, основной операционный }5 усилитель 6, резистор обратной связи

7, блок задания масштаба 8, задатчик масштаба 9, аналоговые ключи 10, дополнительный резистивный делитель ll, коммутатор 12, дополнительный усили- 50 тель 13, переключатель 14, компенсатор 15, включающий в себя элемент сравнения 16 и цифроаналоговый преобразователь 17 (ЦАП), регистрирующее устройство 18, и образцЬвое регулируе-55 мое отношение 19, Устройство позволяет измерить, относительную разность отношений резисторов Я / R и %з/ R < или разнесть отношенйй резисторов.

В режиме измерения относительной разности двух отношений устройство работает в два такта 1-™ и Н (или и и rr и т,п. в зависимости от числа положений ксимутатора

12),. соответствующих двум положениям р5

11 4 коммутатора 12. При увеличении числа отношений резисторов, сравниваемых с данным отношением Я1/Я2, на единицу, число тактов соот етственно увеличивается также на единицу. На первом такте, когда коммутатор 12 находится в положении и, производится регулировка компаратора на отношение

71 / Я2, относительно которого производится компарирование отношения R> /34 и других отношений, При этом компенсатор 15 работает в режиме нульоргана (для чего. все аналоговые клю чи ЦАП 17 должны быть подсоединены к входному зажиму компенсатора, соеди- . ненному с выходом дополнительного операционного усилителя 13). При этом на выходе дополнительного операционного усилителя 13 возникает сиГнал

Я

an s, гдеУцоп < - напряжение на цап11 выходе ЦАП1, а на выходе блока 8 задания масштаба, у которого коэффициент передачи напряженияЗо источника

2 устанавливается равным М, напряжение равноЮ = МЦр . При их неравенстве на выходе элемента сравнения индицируется сигнал, который свидетельствует о необходимости регулировки напряжения 0ц п на выходе ЦАП1 с по1 мощью эадатчика 4 кода так, чтобы вы1 полнялось равенство.11цап =М ойз ко2 торого,.следует, что

1 цап1= М" о 1/) 2

На следующем такте коммутатор 12 устанавливают в положение ХХ .

При этом на вход компенсатора поступает разность напряжений

) Э/1 4 ) С/ 2

Юцоп — п1 () о «™11о 1 ЧА 3 /Я2 которая измеряется компенсатором 15, с регулируемым коэффициентом передачи К делителя ЦАП 17, то есть получим

1 Э/ 4 +l/ 2 о "™о / 2 и в регистрирующем устройстве 18 получим отсчет (с учетом масштаба М=

10., блока задания масштаба, являю-. щегося эквивалентом входного. устройства цифрового вольтметра) 3/ 4 i/ g цо

КМ

А/ 2 1 0

И в общем 1(=ц

Я JR - /я ц

У о где U©- внутреннее эталонное .напряже-! ние компенсатора. ммма бб14

С целью получения информации о соотношении отношений %1/% и Я /Я4. переключатель 14 переключается из исходного положения в положение 2, соединенное с неинвертирующим. входой дополнительного операционного усили- . теля 13. При этом напряжение на вы- 5 ходе дополнительного операционного 5 4 усилителя 13 MlI> измеряется ком1 2 9 9

10 пе воатором 19 «оо ИПо, в Be1t It9

2 гистрирующем устройстве 18 получим отсчет;

15 Э 4

К» М вЂ” °

Х9 2

При этом же положении переключателя 14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и образцовое отношение с коэффициентом отношения К о. и регулируя его до равенства коо

hAU ===hAUo о-.

2 получим на образцовом отношении информацию об отношении R1 / Я2, 00 1 2

Наличие конечного входного сопро- 30 тивления у компенсатора практически не искажает результат измерения в отличие от мостовых схем и прототипа» так как выходное сопротивление дополнительного операционного усилителя 35

13., включенного по схеме преобразова- теля тока в напряжение, имеет малое выходное сопротивлейие, а выходное сопротивление схемы задания масштаба либо точно известно и может быть уч- 40 геено либо может быть уменьшено включением буферного усилителя.

К ЦАП 1 не предъявляются требования линейности и точности, а только требование плавности запоминания с 45 точностью до шага квантований, что легко обеспечить. Напряжение, снимаемое с источника 2, является вспомога- тельной величиной, значение которой не входит в результирующие выражения, а к его стабильности требований не .

50 предъявляется, Формула изобретения

Компаратор отношений сопротивлений, содержащий регулируемый источник напряжения, выход которого соединен с входными клеммами, коммутатор, два входа одного из направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направлейия соединен с

60 входом компенсатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расшире

11 6 ния функциональных воэможностей, в него введены,образцовое регулируемое отношение сопротивлений, эадатчик кода, блок задания масштаба, однопози.ционный переключатель и операционный усилитель, при этом эадатчик кода соединен с входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен со вторым выходом коммутатора, третий вход одно.го иэ направлений которого соединен ,,с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопроЪ

I тивлений, вход которого подключен к входным клеммам, а выход его соединен с третьим входом коммутатора другого направления, два входа которого соединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходом регулируемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу компенсатора.

2. Компенсатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем9 что регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения, выход которого соединен с второй выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, аналоговый ключ и операционный усилитель с резистором в его цепи обратной связи подключен к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с входной клеммой.

3,. Компаратор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что 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 эадатчика масштаба.

4, Компаратор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что 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 первьм выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход которого соединен со входной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 404028, кл.(j 01 R 27/00, 1972, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 4707б2, кл„g 01 71 27/00, 1973

6614 11 Заказ 2441/44 Тираж 1089 Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра скан наб филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

4,/5

»

Составитель Л. Муранов

Р акто М. Т о имова Тех е ..Асталош Корректор 1 . ",аз ров