Устройство для измерения относительной погрешности делителей напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения относительной погрешности делителей, напряжения на постоянном токе. Известно устройство для поверки делителей напряжения, содержащее источник опорного напряжения, образцовый и поверяемый делители напряжения 1 генератор тактовых импульсов, блок выбора коэффициента деления, блок выделения разбаланса, регистрирующий прибор, операционный усилитель, двух позиционный переключатель, управляемый делитель напряжения и блок выбора коэффициента деления lj . Однако такое устройство ха1 актеризуется недостаточной точностЕ1ю измерений, обусловленной инструменталь ными погрешностями операционного уси лителя. Наиболее близким к предлагаемому .является устройство для проверки делителей напряжения, содержащее источ ник опорного напряжения, выходом сое диненньй с первьм входом измерительного прибора, управляемьй делитель напряжения, выходом соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя, а один из выводов - с кор пусом устройства, образцовый и поверяемый делители напряжения, первые выводы которых соединены между собой а вторые их вьшоды подключены к корпусу устройства и к корпусу источника опорного напряжения, выходы образ цового и поверяемого делителей напряжения соединены с соответствующими входами двухпозиционного переключате ля , управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, вторым, третьим и четвертьм выходами соединенного с соответствзпо щими управляющими входами управляемо го, поверяемого и образцового делителей напряжения, а вход блока управ ления подключен к выходу измерительного прибора 2J , Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, обусловленная влиянием входных токов напряжения смещения и дрейфом нуля операционного усилителя. Целью изобретения является повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в устройстве.для измерения относительной погрешности делителей напряжения, содержащем источник опорного напряжения, выходом соединенный с первым входом измерительного прибора, управляемый делитель напряжения, выходом соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя,а одним из выводов - с корпусом устройства,об разцовый и поверяемьй делители напряжения, пер вые выводы которых соединены между собой,а вторые их выводы подключены к корпусу устройства и к корпусу источника опорного напряжения, выходы образцового и поверяемого делителей напряжения соединены с соответствующими входами двухпозиционного пере- ключателя, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, вторым, третьим и четвертым выходами соединенного с соответствующими управляющими входами управляемого, поверяемого и образцового делителей напряжения, а вход блока управления подключен к выходу измерительного прибора, неинвертирующий вход операционного ус 1лителя соединен с выходом источника опорного напряжения, второй вход измерительного прибора подключен к выходу двухпозиционного переключателя, а выход операционного усилителя соединен со вторым вьшодом управляемого делителя напряжения и с первыми выводами образцового и поверяемого делителей напряжения. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого у.стройства. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, образцовый 2 и поверяемьй 3 делители напряжения-, первые выводы которых соединены между собой, двухпозиционньй переключа-1 тель 4, входами соединенньй с выходами образцового и поверяемого делителей напряжения, блок 5 управления, операционный усилитель 6, управляемьй делитель 7 напряжения, выходом соединенньй с инвертирующим входом операционного усилителя 6, и измерительньй прибор 8. Устройство работает в два такта. В первом такте блок 5 управления устанавливает.на делителях 2 и 3 соответствующие коэффициентам деления Kg и KX, а через двухпозиционньй переключатель 4 подключен вход измерительного прибора 8 к выходу образцового делителя 2 напряжения. Принимая сигналы с выхода измерительного прибора 8, блог 5 изменяет состоя31ние управляемого делителя 7 напряжения до тех пор, пока разность напряжений на выходе измерительного прибора 8 не станет равной нулю, т.е. напряжение на выходе прибора 8 должно удовлетворять- соотношению вьи К„ - Е о, (1) -выходное напряжение опера ционного усилителя 6j -коэффициент деления образцового делителя 2 напряжения, Е - номинальное значение напряжения источника 1. Найдем выражение и , считая, что операционный усилитель 6 имеет смещение нуля.U и входные токи 1 и т) г;о инвертирующему и неинвертирующему входам соответственно. Можно записать систему уравнений а, +1,) R, + i2 R ., (2) (I, +15) R, i; где R. и R- - сопротивления плеч управляемого делителя 7 напряжения; --эквивалентное внутреннее сопротивление источника 1 опорного нап ,ряжения. Исключая Ij и проводя преобразования для UebiA получим где Rg - коэффициент деления управля емого делителя 7, при котором обеспе чивается равенство (1). Подставляя выражение (3) в выражение (1), после несложных преобразований получим выражение для Kg в следующем виде 5 Во втором такте с помощью двухпо- зиционного переключателя А блок 5 равления переключает вход измерительного прибора 8 к выходу поверяемого делителя 3 напряжения. В результате этого на вход измерительного прибора 8 поступает разность в следующем виде: II t и v bU--E-Uewx- (5) где Uj - выходное напряжение операционного усилителя 6; К - коэффициент деления поверяемого делителя 3 напряжения. В связи с тем, что во втором такте работы устройства U. не изменилось и по-прежнему определяется выражением (3), то,воспользовавшись выра- . жениями (3) и (4) и проведя соответствующие преобразования для ди,получимUojlT ( .l. u; .«.. ЧФ) Из выражения (6) видно, что погрещность измерений не зависит от напряжения смещения нуля, входных токов операционного усилителя 6. В качестве измерительного прибора 8 может быть использованы цифровой или стрелочный вольтметр, шкала которого проградуирована в процентах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее источник опор ного напряжения, вькодом соединенный с первьм входом измерительного прибо ра, управляемый делитель напряжения, выходе соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя, а одним из вьгоодов - с корпусом устрой ства, образцовый и поверяемый делите ли напряжения, первые вьгооды которых соединены между собой, а вторые их вьгооды подключены к корпусу устройст ва и к корпусу источника опорного напряжения, выходы образцового и поверяемого делителей напряжения соединены с соответствующими входами двухпозиционного переключателя, управляющий вход которого подк1иочен к первому выходу блока управления, вторьм, третьим и четвертые выходами соединенного с соответствующими управляющими входами управляемого, поверяемого и образцового делителей напряжения, а вход блока управления подключен к выходу измерительного прибора,отличаю щееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с выходом источника опорного напряжения, второй вход измерительного прибора подключен к выходу двухпозиционного переключателя, а выход операционного усилителя соединен со вторьм выводом управляемого делителя напряжения и с первыми выводами образцового и поверяемого делителей напряжения. L