Цифровой мостомметр (сименсметр) Советский патент 1984 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники, . используемым в качестве прецизионных измерителей сопротивления (омметров) и проводимости (сименсметров).

По основному авт.св. 1 492819 известен цифровой мост-омметр (сименсметр), содержа1ций мостовую схему, состоящую из резисторного звездообразного (параллельного) делителя напряжения, клемм дпя подключения измеряемого объекта, управляемого первого масштабного резистора со ступе1 чато изменяемым сопротивлением управляемого второго масштабного резистора со. ступенчато изменяемой проводимостью G, вольтметра, усилителя, нульоргана, источника питания 11 3

Этот мост-омметр выполнен по классическойсхеме одинарного моста дпя измерения сопротивления двухзажимных резисторов с экраном.

Недостатками устройства являются влияние на время измерения сопротивления распределенньос межполюсных емкостей как объекта измерения,так моста, приводимых к входу усилителя измерительной диагонали и вырокое требование к качеству изоляции всех составных элементов, что усложняет конструкцию всех элементо { устройства в целом.

Цель изобретения - упрощение констоукиии. повьш1ение быстродействия и точности цифровых омметров и сименсметров.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровом мосте-омметре, содержащем источник питания, первый вывод которого соединен с первой вершиной диагонали питания четырехплечего моста, а второй вывод соединен с общей вшной, ветвь измерения моста, состоящую из клемм для .подключения объекта измерения и первого масштабного резистора, ветвь отношения, СОСТОЯ1ЦУЮ из второго маса1табного резистора и звездообразного делителя напряжения, усилитель, первый вывод входа которого соединен с первой вершиной измерительной диагонали, а выход - с второй вершиной диагонали питания, вольтметр, первый вывод которого соедине с первой вершиной диагонали питания, нуль-орган, первый вывод которого с второй вершиной измерительной диагонали, выводы экранов плеч его измерительной цепи, вторые выводы (или общий вывод) входа и

выхода усилителя, вторые выводы вольтметра, нуль органы общей шиной соединены с заземляемым выводом источника питания.

На чертеже представлена структурная схема .устройства.

Устройство содержит звездообразный (параллельный) резисторный делитель 1, объект измерения 2 первый масштабный резистор 3 с управляемым цельночислен.ным кодом Р рядом сопротивлений.

R

(1)

где Р одно из целых чисел от 1 до

12, второй масштабный резистор 4 с управляемым цельночисленным кодом j рядом проводимостей G,...Gj,...С (2), равных по величине проводимостям ступеней соответственно 1-го, ... j-ro, ... п-го разрядов шкапы, вольтметр 5, усилитель 6, нуль-орган 7, источник 8 питания, общую шину 9, элемент 10 в виде приводимой к входу усилителя 6 распределенной межполюсной ем- .

кости (С).

Цифровой мост-омметр работает следуюощм образом.

После подключения объекта измерения 2 с сопротивлением R к зажимам

моста и включения источника 8 с рабочим напряжением U под действием последнего через сопротивление R приведенная к входу усилителя 6 емкость С (элемент . 10) начинает заряжаться, однако усилитель б через сопротивление обратной связи R (масштабный резистор 3) ком- , пенсирует противотоком заряд емкости до величины

летели з)

где Q - заряд емкости элементаЮ, С - величина емкости элемента 10, ли - порог чувствительности к

напряжению усилителя 6. Вследствие компенсирующего влияния усилителя 6 на заряд емкости элемента 10 постоянная времени заряда уменьшается примерно в следующее число раз

(Г-Ч (4) где Q - заряд емкости элемента 10, Kg - коэф циент усиления ускпи теля 6. По окончании переходного процесса ток Э протекающий через сопротивление R объекта измереиия 2, будет определяться по формуле Выходное напряжение на выходе усилителя 6 будет равно произведени тока (5) на величину сопротивления масштабного резистора 3 в цепи обратной связи усилителя 6, а именно: )p.uf-itРавновесие нуль-органа 7 наступа ет в результате установления равенства;/|л;....хр.,.. где я,, Xj , Х„ - коды управления ра рядами шкалы путем регулирования проводимости |Х,,. . X. , ... Xn{Q, звездообразного делителя 1 напряжения. После подстановки (6) и (7) последнее выражение принимает вид R7lV- --MV i откуда искомый результат измерения сопротивления объекта измерения 2 Rx HT |S-Xj - n| 5 или с учетом условий (2) и (1); К,|Х,,Л,..,.:. Ио Таким образом, вследствие компенсируюцегр влияния усилителя 6 на заряд распределенных межполюсных емкостей составляю|цкх злементов . устройство имеет более высокую точность и быстродействие. Верхний предел зтого мос а-омметра может быть на 2.,.3 порядка выше чем у моста прототипа, так как сопротивление масштабного плеча 3 может быть взято на 2...3 порядка более высокоомным. Предпагаемьй мост-омметр легко превратить в мост-сименсметр, для чего достаточно поменять местами злементы А и 1. .Полученный в результате такой перестановки новый инвертмост-сименсметр сохраняет такое же быстродействие и точность как его предшественник мост-омметр. Оба устройства не требуют применения высококачественных, дефицитных, дорогих изоляторов, что влечет за собой экономию материалов и упрощение технологии и конструкции мостаомметра.

ЦИФРОВОЙ МОСТ-ОММЕТР (СИМЕНСМЕТР) по авт.св. № 492819, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и быстродействия , выводы экранов плеч его измерительной цепи, вторые выводы (или общий вывод) входа и выхода усилителя, вторые выводы вольтметра, нуль-органы общей шиной соединены с заземляемым выводом источника питания. CD сл о vl О)