Компаратор сопротивлений
Иллюстрации
Реферат
с
Ссиоз Советскик
Социалистических
Республик
ОП ИСАИИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)834601 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 09.01.79 (21) 2710435/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.
Я 01 R 27/00
6 01 R 17/06
1ееударстеевкий кеиетет
СССР ве делам язебретеикй и еткрктей (53) Уд К 621. 317.
° 33(088.8) Опубликовано 30 05 81 Б1оллетень № 20
Дата опубликования описания 05.06.81
Г „,:,;.,-, „,-, 1 < p„"", ;i: (1й Г: . .(: :.;>
Краснодарский. ордена Трудового Красного 3 амен1а,завод, электроизмерительных приборов (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) КОИПАРАТОР СОПРОТИВЛЕНИЙ
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в частности для измере- ния сопротивлений.
Известен компаратор сопротивлений, содержащий источник питания, усилитель постоянного тока, два компарируемых сопротивления.и выходное устройство (11..10
Однако этот компаратор характеризуется ограниченной точностью, так ! как выходное устройство кроме полезного сигнала содержит сигнал начального смещения, обусловленныи смещени 15 ем нулей усилителей, утечками, термоЭДС и другими факторами.
Известен также компаратор сопротивлений, содержащий источник импульсов питания, усилитель постоянного тока,.компарируемые резисторы, масштабный усилитель с цепью обратной связи, ключ и корректирующий усилитель 1.21.
Недостатком известного компаратора сопротивлений является то, что хотя в нем и осуществляется коррекция сигнала начального смещения, однако из"эа наличия внешних или внутренних периодических помех сигнал коррекции содержит составляющую периодической помехи, которая является источником погрешности компаратора, т.е. ограничивает его точность.
Цель изобретения — повышение точ( ности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в компаратор сопротивлений, соI держащий источник импульсов питания, соединенный с первыми потенциальными и токовыми зажимами образцового и измеряемого резисторов,второй токовый зажим измеряемого резистора соединен с выходом усилителя постоянного тока, первый вход которого подключен к первому потенциальному зажиму измеряемо.го резистора, второй вход подключен ко второму потенциальному зажиму об3 8346 разцового резистора, ко второму токовому зажиму которого подключен вход питания усилителя постоянного тока, масштабный усилитель, первый вход которого подключен ко второму потенци5 альному зажиму измеряемого резистора, второй вход и вход питания которого объединены и соединены через цепь обратной связи и первый ключ с его выходом, цепь обратной связи также под- щ ключена к первому потенциальному зажиму образцового резистора, первый конденсатор, один выход которого соединен с первым входом первого корректи- . рующего усилителя и с первым ключом, 15 второй вывод — со вторым входом и входом питания первого корректирующего усилителя и со вторым входом масштабного усилителя, введены суммирующий элемент, вторые ключ, конденсатор и корректирующий усилитель, выход которого соединен с первым входом суммирующего элемента, второй вход которого соединен с выходом первого корректирующего усилителя, а выход — с цепью обратной связи масштабного усилителя, первый вывод второго конденсатора соединен с первым входом второго корректирующего усилителя и через второй ключ с выходом масштабного усили- 50 теля, второй вывод второго конденсатора соединен со вторым входом и входом питания второго корректирующего усилителя и со вторым входом первого корректирующего усилителя. 35
Суммирующий элемент целесообразно . выполнитЬ в виде резистора с выводом от середины.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого компаратора сопротивле40 ний.
Компаратор содержит источник 1 импульсов питания, измеряемый резистор 2 (Ry), образцовый резистор 3 (R ), усилитель 4 постоянного тока, масштабный усилитель 5, цепь 6 обратной связи, первый ключ 7, первый конденсатор 8, первый корректирующий усилитель 9, суммирующий элемент 10, второй ключ ll второй конденсатор 12, 50 второй корректирующий усилитель 13, зажимы 14 и 15.
Источник l импульсов питания подключен к соответствующим токовым и по 55 тенциальным зажимам измеряемого и образцоврго резисторов 2 и 3, при этом измеряемый резистор 2 включен в цепь обратной связи усилителя 4
01 4 постоянного тока, а второй вход и вход питания усилителя 4 постоянного
I тока соединены между собой через выводы образцового резистора 3. Элементы 1-4 образуют активный мост, выходной сигнал которого усиливается масштабным усилителем 5. К выходу масштабного усилителя 5 через ключ 7 подключены первый конденсатор 8 и первый вход первого корректирующего усилителя 9 или подключена цепь 6 обратной связи, а через ключ 11 второй конденсатор 12 и первый вход второго корректирующего усилителя 13.
Выходы корректирующих усилителей 9 и 13 соединены со входами суммирующего элемента 10, выход которого подключен к цепи 6 обратной связи.
Работа схемы компаратора сопротивления осуществляется в два цикла. В первом цикле коррекции ключи 7 и 11 находятся в положениях, изображенных на чертеже, при этом на зажимах 14 и 15 имеется сигнал помехи
0 = 0«+ 0з1п2 УГо" (1) где 1(— напряжение начального смещения, обусловленное смещением нулей усилителей и источни,ками термо-ЭДС в схеме; — частота периодической помеС. хи
У
0 — амплитудное значение напряжения периодической помехи.
Напряжение на выходе масштабного усилителя 5 определяется выражением (для упрощения принято, что коэффициенты передач корректирующих усилителей 9 и 13 равны единице, а напряжение на среднем выводе суммирующего элемента 10 — полусумме напряжения на его крайних выводах)
U „= з — (О +О sin2Tf t) (2)
=1
Р» где ф» — коэффициент передачи цепи 6 обратной связи в режиме коррекции.
Переход схемы ко второму циклу (измерению) осуществляется следующим образом. В некоторый момент времени 1., размыкается ключ 11 и на втором конденсаторе 12 запоминается напряжение
<<= 0 / -е = ; (Q +Usin23TF0t ) (3) -+ @»
В момент времени 1 переключается ключ 7 и на первом конденсаторе 8 запоминается напряжение
08 = Ц1 / = - (Ucì+0 in2JF< t<) (4)
При выполнении условия и
1-()Р 11.2Щ - 1 — — U -06111 2)1Е 4 +
o j )р см 01 к и«
1-ОВ 112Щ t )= — °
01 як
Между узлами цепи 6 обратной связи формируется напряжение
Up = Ц101 к ц см (6)
В момент времени t на выходе источника 1 импульсов питания появляется импульс с амплитудой Е, .в результате чего с помощью усилителя 4 постоянного тока формируется измеряемая функция, т.е. полезный сигнал р (Rx Rg)
Е где Rg — сопротивление образцового .резистора 3„
g, — сопротивление измеряемого ре25 х зистора 2.
Таким образом, в режиме измерения на, зажимах 14 и 15 имеется сумма сигнала помехи (1) и полезного сигнала (7), 3
Формула изобретения
1. Компаратор сопротивлений, содержащий. источник импульсов питания, соединенный с первыми потенциальными и токовыми зажимами образцового и измеряемого резисторов, второй токовый зажим измеряемого резистора соединен с выходом усилителя постоянного тока, первый вход которого подключен к первому потенциальному зажиму измеряемого резистора, второй вход подключен ко второму потенциальному зажиму образцового резистора, ко второму токовому зажиму которого подключен вход питания усилителя постоянного тока, масштабный усилитель, первый вход которого подключен ко второму потенциальному зажиму измеряемого резистора, второй вход и вход питания которого объединены и соединены через цепь обратной связи и первый ключ с ей"о выхоU 0см+ Оз 1 п2Жо ф х Ъ) (8) см
Поскольку в режиме коррекции между узлами цепи 6 обратной связи сформировано напряжение (6), то напряжение на выходе масштабного усилителя 5 равно
U =(U -Ub ) «(О +Ывп2ш2ойт.
$61X5 И) б И 1о),1
+ Е 2„-2Д)-О ) — =ß вЂ” <2„-2„)т
Ф U91in 2 JI×ÎÔ1
1И где.(ь14 — коэффициент передачи цепи 6 обратной связи в режиме измерения.
Если в качестве измерителя выходного напряжения масштабного усилителя 5 используется интегрирующий преобразователь (не показан), подавляющий периодическую помеху, то результат измерения содержит только полезный сигнал и = — (R -.R ).1, (10)
Е
Иых R< Х H где k .— коэффициент преобразования интегрирующего преобразователя.
Использование новых элементов (суммирующего элемента, вторых ключа, конденсатора и корректирующего усилидом, цепь обратной связи также подключена к первому потенциальному эажиму образцового резистора, первый конденсатор, один выход которого соединен с первым входом первого корректирующего усилителя и с первым ключом, второй вывод — со вторым входом и входом питания первого корректирующего усилителя и со вторым входом масштабного усилителя, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены суммирующий элемент, вторые ключ, конденсатор и корректирующий усилитель, выход которого соединен с первым входом суммирующего элемента, второй вход которого соединен с выходом первого корректирующего усилителя, а выход— с цепью обратной связи масштабного усилителя, первый, вывод второго конденсатора соединен с первым входом второго корректирующего усилителя и через второй ключ с выходом масштабного усилителя, второй вывод второго конденсатора соединен со вторым входом и входом питания второго корректирующего усилителя и со вторым входом первого корректирующего усилителя.
S 834601 б на среднем выводе суммирующего эле- теля) в предлагаемом компараторе со" мента 10 формируется напряжение, не - противлений выгодно отличает его от содержащее составляющей периодической известного, так как результат коррекпомехи ции не содержит составляющей периодической помехи, которая является источО = 2u тпсти 22 2 (t„+22 )Г ником погрешности.
834601 тли— суммирую" резистора яЫкод
Составитель Л. Фомина
Редактор K. Ламбах Техред Е.Гаврилешко Корректор Л. Иван
Заказ 4098/71 Тираж 732 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5
Филиал IIEI "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
2. Компаратор по п. 1, о ч а ю шийся тем, что щий элемент выполнен в виде с выводом от середины.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
У 371530, кл. 6 01 R 27/00, 1970.
2. Техническое описание и инструк- ция по эксплуатации компаратора сопротивлений Щ 68200.Невиннамысского завода электроизмерительных приборов.
Рис. 1, 5 (прототип).