Устройство для измерения сопротивления Советский патент 1984 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано для прецизионного изм ,рения электрического сопротивления а также для поверки измерителей и магазинов сопротивления. Известно устройство для измерения электрического сопротивления, содержащее четырехплечий резистивный мост, в одну пару противополож ных плеч которого включены измеряе мый резистор и уравновешивающий ма газин, а в другую - постоянные резисторы l . Недостатком известного устройст ва является низкая точность измере ния вследствие влияния токов утечки через сопротивление изоляции элеме тов конструкции моста, нестабильно ти резисторных элементов плеч мост влияния уравновешивающего (отсчетного) плеча, источника питания мос та и параметров коммутирующих узло Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор тока, состоящи из двух магнитных сердечников, на которых намотаны обмотка с постоян ным количеством витков, регулируемая обмотка, обмотка возбуждения, индикаторная обмотка; генератор во буждения, детектор и индикатор баланса ампер-витков магнитного комп ратора, а также источник постоянного тока, образцовый и измеряемые pe зисторы, регулируемый источник постоянного тока и гальванометр ,2 , Недостатками известного устройства являются малый диапазон измерения, а также низкая точность изме рения вследствие влияния магнитнЕлх шумов сердечников компаратора при измерении высокоомных сопротивлений Целью изобретения является расширение диапазона и повышение точ измерения сопротивления. Поставленная цель достигается те что устройство для измерения сопротивления, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор постоянного то ка, состоящий из двух магнитных сер дечников на которых намотаны обмотки соответственно, с постоянным и регулируемым количеством витков, обмотка возбуждения и индикаторная обмотка, а также генератор возбужде ния выходы которого подключены к обмоткам возбуждения, детектор балансу ампер-витков, входы которого подключены к выводам индикаторной обмотки, а выход - к нуль-индикатору, снабжено тремя усилителями и тремя образцовыми резисторами, причем обмотка с постоянным количестBOM витков включена между выходом первого усилителя и его инвертирующим входом, который через первый образцовый резистор соединен с одним из выводов источника постоянного напряжения и одной клеммой для подключения измеряемого объекта, другая клемма подключена к инвертирующему входу второго усилителя и через второй образцовый резистор соединена с выходом второго усилителя, регулируемая обмотка компаратора включена между выходом третьего усилителя и его инвертирующим входом, который через третий образцовый резистор соединен с выходом второго усилителя, а неинвертирующие входы всех трех усилителей и второй вывод источника постоянного напряжения соединены между собой. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит магнитный компаратор 1 тока, состоящий из двух магнитных сердечников 2 и 3, на оторых намотаны обмотка 4 с постоянным количеством витков, регулируемая обмотка 5, обмотки б и 7 возбуждения и индикаторная обмотка 8, генератор 9 возбуждения, выходы которого подключены к обмоткам б и 7 возбуждения,; детектор 10 баланса ампервитков, входы которого соединены с индикаторной обмоткой 8, а выходы с нуль-индикатором 11, первый, второй и третий усилители 12-14 постоянного тока, измеряемый резистор 15, первый, второй и третий образцовые резисторы 16-18, а также источник 19 постоянного напряжения. Инвертирующий вход .усилителя 12 через первый образцовый резистор 16 соединен с источником 19 постоянного напряжения и через обмотку 4 с постоянным количеством витков подключен к выходу усилителя 12. Инвертирующий вход усилителя 13 через резистор 17 соединен с его выходом, а через измеряемый резистор. 15 - с источником 19 постоянного напряжения. Выход усилителя 13 подключен к инвертирующему входу усилителя 14, к которому подсоединен и один из выводов регулируемой обмотки 5, а регулирующий вывод последней соединен с выходом усилителя 14, Устройство работает следующим образом. Напряжение с источника 19 постоянного напряжения подают на инвертирующий измерительный усилитель, собранный на усилителе 13, измеряемом резисторе 15 и втором образцовом резисторе 17, Выходное напряжение измерительного усилителя подают на преобразователь напряжение-ток, сое-тоящий из третьего образцового резистора 18 и усилителя 14, ток преобразователя пропускают через регулируемую обмотку 5 магнитного компара тора тока. Одновременно напряжение с источника 19 постоянного напряжения подают на второй преобразователь напряжение-ток, реализованный на первом образцовом резисторе 16 и усилителе 12, выходным током кото рого запитывацот обмотку 4 с постоян ным количеством витков магнитного компаратора 1 тока. Обмотки регулируемая 5 и с посто янным количеством витков 4 преобразуют токи, протекающие в них, в напряженность постоянного магнитного поля, причем их включают так, чтобы они создавали встречно-направ ленные напряженности. Посредством магнитного компаратора тока и гене ратора возбуждения алгебраическую сумму напряженностей (результирующую напряженность) постоянного магнитного поля преобразуют в ЭДС четных гармоник. Эту ЭДС, наводимую в обмотке 8, усиливают и преобразуют в постоянное напряжение с помощью детектора 10 баланса ампер-витков, постоянное напряжение индицируют посредством нуль-индикатора 11, Изм нением количества витков регулируемой обмотки 5 добиваются нулевых показаний нуль-индикатора Ни про изводят отсчет измеренного сопроти ления по лимбам регулируемой обмот ки. Выходное напряжение / второго усилителя равно vv. где - напряжение источника 19 постоянного напряжения; 0{ - сопротивление образцового резистора 17; RX- сопротивление измеряемого резистора 15, Напряжение V, преобразуется в остоянный ток, равный г 0 . . . где 01 сопротивление резистора 18, Через обмотку 4 магнитного компаратора тока пропускают ток 1 , равный где Я о-} сопротивление резистора 16 При балансе ампер-витков магнитного компаратора тока можно записать I,W, 1-2 Д/2 или, подставив значения 1( и Ij из уравнений (2) и (3) , получимг -. R , ai ° где W , - количество витков соответственно регулируемой 5 и б с постоянным количеством витков 4 обмоток . Как видно из равенства (4) предельная погрешность измерения сопротивления будет равна сумме погрешностей отношения витков обмоток 4 и 5, отношения сопротивлений резисторой 17 и 18, сопротивления резистора 16 г а также погрешностей от входных токов и дрейфа напряжения смещения усилителей и магнитных шумов магнитного компаратора тока. Учтя некоррелированность погрешностей, суммарная среднеквадратичная погрешность измерения составит 7-10 % при 10 Ом и 1,7 % при 10 Ом, Таким образом, устройство позволяет расширить диапазон и повысить точность измерения сЬгГротивлений , при равенстве аппаратурных затрат по сравнению с известными устройствами.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее клеммы для подключения измеряемого объекта, магнитный компаратор постоянного тока, состоящий из двух магнитных сердечников на которых намотаны обмотки, соответственно, с постоянным и регулируемым количеством витков, обмот ка возбуждения и индикаторная обмотка, а также генератор возбуждений, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения, детектор баланса ампер-витков, входы которого подАтючены к выводам индикаторной обмотки, а выход - к нуль-индикатору, от-, личающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности, оно снабжено тремя усилителями и тремя образцовыми резисторами, причем обмотка с постоянным количеством витков включена между выходом первого усилителя и его инвертирующим входом, который через первый образцовый резистор соединен с j одним из выводов источника постоян(Л ного напряжения и одной клеммой для подключения измеряемого объекта, с другая клемма подключена к инвертирующему входу второго усилителя и через второй образцовый резистор соединена с выходом второго усилителя, регулируемая обмотка компаратора включена выходом третьего усилителя и его инвертирующим входом, который через третий образцовый резистор соединен с выходом второго СП усилителя, а неинвертирующие входы всех трех усилителей и второй вывод источника постоянного напряжения со соединены между собой.