Устройство для измерения напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R19/00 

СО

СП

о

оо

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные коммутатор,конденсатор, усилитель, индикатор ну- ля и блок управления, один из сигнальных входов коммутатора соединен с источником компенсирующего напряжения, другой - с входной клеммой, выход блока управления соединен с управляющим входом источника компенсирующего напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами блока управления, коммутатора и ключа, включенного между входом усилителя и шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен делитель напряжения, который включен (П мезвду выходом усилителя и источником компенсирующего напряжения.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле различных электрофизических величин, например параметров вьюокоомных полупроводниковых материалов.

Известно устройство для измерени напряжения, содержаще е генератор импульсов, счетчик, источник компенсирующего напряжения и последовательно соединенные ключи управления, усилитель, интегратор, детектор нуля и блок управления C1 3.

Недостаток известного устройства - невысокая точность измерения.

Известно устройство для измерения напряжения, содержащее последовательно соединенные коммутатор, конденсатор, усилитель, индикатор нуля и блок управления, один из сигнальных входов коммутатора соединен с источником компенсирующего напряжения, включенного между выходом усилителя и шиной нулевого потенциала, другой - с входной клеммой, выход блока управления соедине с управляющим входом источника компенсирующего напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами блока управления, коммутатора и ключа, включенного между входом усилителя и шиной нулевого потенциала Г 2

Недостатком устройства является невысокая точность измерения, обусловленная наличием аддитивной погрешности из-за значительного дрейфа нуля усилителя.

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в.устройство для измерения напряжения, содержащее последовательно соединенные коммутатор, конденсатор, усилитель, индикатор нуля и блок управления, один из сигнальных входов коммутатора соединен с источником компенсирующего напряжения, другой - с входной клеммой,выход блока управления соединен с управляющим входом источника компенсирующего напряжения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами блока управления, коммутатора и ключа, включенного меящу входом усилителя и шиной нулевого потенциала, введен делитель напряжения, который включе

между выходом усилителя и источником компенсирующего напряжения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения напряжения.

Устройство содержит источник 1 компенсирующего напряжения, коммутатор 2, конденсатор 3, усилитель 4, индикатор 5 нуля, генератор 6 тактовых импульсов, ключ 7, блок 8 управления, делитель 9 напряжения и входные клеммы 10, при этом одна из клемм 10, коммутатор 2, конденсатор 3, усилитель 4, индикатор 5 нуля и блок 8 управления соединены последовательно, выход блока 8 соединен с управляющим входом источника 1, между другим входом которого и выходом усилителя 4 включен делитель 9 напряжения, выход источника 1 соединен с вторым входом коммутатора 2, ключ 7 включен между входом усилителя 4 и шиной нулевого потенциала, а генератор 6 соединен с управляющими входами ключа 7, коммутатора

2и блока В. .

Усилитель 4, ключ 7 и коммутатор 2, обладающие малыми утечками, служат для развязки высокоомной входной цепи от низкоомной измерительной цепи (индикатор 5 нуля, источник 1 компенсирующего напряжения).

Усилитель 4 и связанный с ним делитель 9 напряжения (коэффициент деления которого выбирается равным коэффициенту передачи усилителя), образуют цепь с коэффициентом передачи +1. Генератор 6 тактовых импульсов вырабатывает двухтактный сигнал, управляющий коммутатором 2, ключом 7 и блоком 8.

.Устройство работает следующим образом.

В первом такте происходит запоминание компенсирз ющих напряжений на конденсаторе 3. Для этого конденсато

3через коммутатор 2 подсоединяется к источнику 1 компенсирующего напряжения. Вход усилителя 4 и соединенный с ним вывод конденсатора 3 заземляются ключом 7. Поскольку цепь, состоящая из усилителя 4 и делителя 9 напряжения, аналогична повторителю, то на выходе делителя

9 устанавливается напряжение, практически равное напряжению смещения усилителя 4, которое прикладывается через коммутатор 2 к конденсатору 3 последовательно с напряжением источника 1. Следовательно, конденсатор 3 заряжается относительно нулевого потенциала суммарным компенсирующим напряжением, состоящим из напряжения источника 1 и напряжения смещения, через коммутатор 2 и ключ 7.

Во втором такте производится измерение контролируемого напряжения путем сравнения его с известным напряжением источника 1. В этом таК те конденсатор 3 с помощью коммутатора 2 и ключа 7 отключается от источника 1 компенсирующего напряжения и подключается коммутатором 2 между входной клеммой устройства и входом усилителя 3. На вход усилителя 4 поступает напряжение, равное, разности между контролируемым и суммарным компенсирующим напряжением.

Для точного измерения входного сигнала необходимо осуществить полную компенсацию контролируемого напряжения. Это достигается ре950784

гулировкой источника 1 компенсирующего напряжения в последующих тактах с помощью блока 8 управления. Полная компенсация, при которой контролируемое напряжение становится равным напряжению источника 1, определяется с помощью индикатора 5 нуля во время второго такта. Величина контролируемого напряжения фиксируется по значению выходного напряжения источника 1 с помощью стандартного измерительного прибора, например, вольтметра (не показан).

Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерений и контролировать напряжение высокоомных источников практически всех возможных видов, в частности и в тех случаях, когда источник контролируемого напряжения и цепь питания измерительного устройства имеют общую землю.