Преобразователь сопротивления в напряжение Советский патент 1984 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях сопротивления. Известен преобразователь сопротив ления в напряжение, содержащий источник опорного напряжения, токозадающий резистор и опер.ционный усилитель с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению П Недостатком известного устройства является погрешность преобразования, обусловленная наличием последо вательного Соединения сопротивления RJ, цепей, соединяющих преобразуемое сопротивление с входом и выходом оп рационного усилителя. Эта погрешнос может быть существенной, когда преобразуемое сопротивление сравним или меньше R, Цель изобретения - уменьшение по грешности преобразования. Цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления в напряже ние, содержащий источник опорного напряжения , соединенный через токозадаюЕЦИй резистор с инвертирующим входом первого операционного усилите ля, введены двадополнительных опера ционных усилителя с двумя последовательно соединенными резисторами, включенными между выходом и инвертирующим входом дополнительных опера ционных усилителей, выводы резисторов соединены с зажимами для подключения преобразуемого резистора две цепи из последовательно соединен ных источников питания, параллельно которым подсоединены делители напряжения питания, вь|полненные в виде последовательно соединенных одного резистора, регулируемого резистора и другого резистора, причем общий выво источников питания обеих цепей соеди нен через ограничительные резисторы соответственно с неинвертирующим вхо дом одного и другого дополнительных операционных усилителей, а третьи выводы одного и другого регулируемых резисторов соответственно соединены с неинвертирующим и инвертирующим входами другого дополнительного операционного усилителя, вход первого oпepaциoнF oгo усилителя соединен с неинвертирующим входом одного дополнительного операционного усилителя, а выход первого операционн1)го усилителя соединен с неинвертирующим входом другого дополнительного операционного усилителя и является выходом преобразователя. На чертеже приведена функциональная электрическая схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь содержит первый операционный усилитель 1, параллельно которому подключен источник 2 опорного напряжения через токозадающий резистор 3 (RQ), один дополнительный операционный усилитель 4, другой дополнительный операционный усилитель 5, преобразуемый резистор 6 (R), последовательно соединенные источники 7 и 8 питания, последовательно соединенные источники 9 и 10 питания, резисторы 11-14 (), резисторы 15-17 () и резисторы 18-20 (Rg-R) делителей напряжения питания и резисторы 21 и 22 (R,-R,p. Полюс А преобразуемого резистора 6 .включен в цепь отрицательной обратной связи дополнительного операционного усилителя 4, а неинвертирующие входы дополнительных операционных усилителей 4 и 5 соединены соответстпенно с входом и выходом операционного усилителя 1. Работа преобразователя заключается в следующем. Операционный усилитель 1 преобразует в напряжение полное сопротивление, подключенное между его инвертирующим входом и выходом. Кеинвертирующие входы операционных усилителей 4 и 5 соединены с инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 1. Операционные усилители 4 и 5 обеспечивают замыкание полюсов А и В с неинвертирующими входами операционных усилителей 4 и 5. Неиивентируюик- е включение дополнителънь1х операционных усилителей 4 и 5 обеспечивается соединением их неинвертирующих входов с соответствующ15ми общими точками источников питания через резисторы 21 и -22. Неидсальность замыкания полюсов А и В на инвертирующий вход и выход операционного усилителя 1 компенсируется регулировкой по постоянному току с помощью резисторов 18-20 /юлителя напряжения питания одного из дополнительных операционных усилителей i-и 5, Отсутствие шунтирования пресюра- . зуемого резистора 6 через дополнительные опорационные усилители 4 и 5 обеспечивается выбором отдельных источников питания для них. Компенсация токов утечки между неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и 5 дости гается при больших преобразуемых ре зисторах с помощью резисторов 15-17 делителя напряжения питания одного из дополнительных операционных усилителей 4 и 5 на неинвертирующий вход другого. Вследствие неидентичности дополнительных операционных усилителей и их источников питания между неинвертирующими входами дополнительных операционных -усилителей возникает (при отключенном операционном усили теле 1) разность потенциалов, приводящая к погрешности преобразования . Для исключения этой погрешности введены две регулировки. Установка нулевого напряжения ме ду неинвертирующими входами дополни тег ы:: операционных усилителей 4 и 5 производится регулировкой по инвертирующему входу одного из дополнительных операционных усилителей 4 или 5 напряжения смещения, снимае мого с источников 7 или 8 питания этого операционного усилителя (компенсация последовательным источником) . Симметрирование преобразовате ля при Rj 7 О, т.е. установка нулевого напряжения неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и -5, производится пода чей на неинвертирующий вход одного из дополнительных операционных усилителей 4 и 5 регулируемого напряже 9 ния С делителя напряжения источника питания 9 и 10 другого дополнительного операционного усилителя 5 (компенсация параллельным источником). На чертеже показано соединение неинвертирующего входа операционного усилителя 5 через делитель напряжения на резисторах 15-17 с источниками 7 и 8 питания операционного усилителя 4. Регулировка преобразователя осуществляется следующим образом. Требуемый коэффициент пропорциональности устанавливают меящу преобразуемым резистором 6 и выходным напряжением путем выбора U и R. Регулировкой по инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя 4 при R О устанавливают напряжение между неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и 5, равное нулю (при отключенном операционном усилителе 1), а регулировкой по неинвертирующему входу дополнительного операционного усилителя 4 при R О напряжение между неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и 5, равное нулю. Операционный усилитель 1 соединяют с дополнительными операционными усилителями и преобразователь готов к работе. При включении преобразуемого сопротивления по предлагаемой схеме выходное напряжение преобразователя останется таким же, как и при непосредственном подключении его к операционному усилителю.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий источник опорного напряжения, соединенный через токозадающий резистор с инвертирующим входом первого операционного усилителя, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования в него введены два дополнительней операционных усилителя с двумя последовательно соединенными резисторами, включенными между выходом и инвертирующим входом дополнительных операционных усилителей, общие выводы резисторов соединены с зажимами для подключения преобразуемого резистора. две цепи из последовательно соединенных источников питания, параллельно которым подсоединены делители напряжения питания, выполненные в виде последовательно соединенных одного резистора, регулируемого резистора и другого резистора, причем общий вывод источников питания обеих цепей соединен через ограничительные резисторы соответственно с неинвертирукицим входом одного и другого дополнительных операционных усилителей, a третьи выводы одного и другого регулируемых резисторов соответственно соединены с неинвер9 тирукицим }1 инвертирующим входами другого дополнительного операционного усилителя, вход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом одного дополнительного операционного усилителя, a выход первого операционного усилителя соединен с неинвертирукщим входом другого дополнительного опералионного усилителя и является выхопом преобразователя. 05 СО