Устройство для измерения относительной погрешности делителей тока Советский патент 1985 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения погрешности делителей тока на различных стадиях их производства, а также на входном и выходном контроле. Известен компаратор отношений сопротивлений, которьй содержит регулируемый источник напряжения, выход которого соединен с входными клеммами, коммутатор, два входа одного из направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направления соединен с выходом конденсатора, образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопозиционный переключатель и операционный усилитель, при этом задатчик кода соединен с входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен с вторым выходом коммутатора, третий вход одного из направления которого соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен к входным клеммам, а выход его соединен с третьим входом коммутатора другого направления, два входа которого соединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходом регулируемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу компенсатора, при этом регулируемьй источник напряжения содержит автономный источник напряжения, выход которого соединен с второй выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивньй делитель напряжения, аналоговьш ключ и операционный усилитель и резистором в его цепи обратной связи подключен к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с входной клеммой, при этом блок задания масштаба Содержит резистивньй делитель напряжения, выход которого соединен с выходной клеммой, а вход его через аналоговый ключ соединен с входной клеммой, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом задатчика масштаба,компенсатор содержит элемент сравнения, выход которого соединен с входом регйстрирукнцего устройства и с входом цифроаналогового преобразователя, а первьй вход элемента сравнения подключен к входной клемме, а второй его вход соединен с первым выходом цифроаналогового преобразователя,, второй вход которого соединен с входной клеммой ij. Однако быстродействие компарирования отношений сопротивлений зависит от исполнения сопротивлений, так как, например, в проволочных резисторах из микропровода при переключении такта устройства с коррекционного на Измеряемьй возникают переходные процессы, лишь по истечению которых можно включать измерительньй прибор. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для проверки отношений сопротивлений, которое содержит источник опорного напряжения, выход которого через резистивньй делитель напряжения соединен с входом ключа и непосредственно с одним из входов измерительногоприбора, первьй выход ключа соединен с одним из входов преобразователя тока в напряжение,, а другой вход последнего соединен с вторым выходом ключа и с земляной шиной устройства, выход преобразователя тока в напряжение соединен с первым зажимом для подключения проверяемых резисторов, операционньй усилитель, неинвертирукящй вход которого соединен с земляной шиной, а выход - с другим входом измерительного прибора, блок управления и двухпозиционный ключ, нуль-орган и переменньй резистор, вьшолненньй, например, в виде цифроуправляемого сопротивления, причем второй и третий зажимы для подключения измеряемых резисторов соответственно соединены с входами двухпозиционного ключа, вькод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, в отрицательную обратную связь которого включен переменньй резистор, а параллельно измерительному прибору включен нуль-орган, выход которого соединен с входом блока управления, а управляюпще входы ключа, двухпозиционного ключа, измерительного прибора и переменного резистора соединены соответственно с выходом блока управления 21 . Недостаток известного устройства - ограниченное быстродействие его работы. После переключения двухпозиционного ключа измерение uV измерительным прибором можно начинать лишь после установления переходного процесса в резисторе. Если реактивная составляющая этого резистора имеет значительную величину, то время переходного процесса может ока-v заться существ.енным. Цель изобретения - повышение быст родействия измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения относительной погрешности делителей тока содержащее источник опорного напряжения, первьш и второй операционные усилители, нуль-орган,первый вход ко торого соединен с выходом первого операгционного усилителя, измерительный прибор, один вход которого соеди нен с выходом источника опорного напряжения, клеммы для подключения кон тролируемого объекта, образцовую мер отношения и блок управления, вход которого подключен к выходу нуль-органа, первый выход блока управления подключен к управляющему входу измерительного прибора,-а второй выход блока управления соединен с управляющим входом образцовой меры отношения, выход которой соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей подключены к общей шине, введен масштабирующий преобразователь, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход - с другим входом измерительного прибора и первым аналоговым входом образцовой меры отношения, второй аналоговый вход которой соеди нен с выходом второго операционного усилителя и вторым входом нуль-органа, причем первая клемма для подключения контролируемого объекта соединена с выходом источника опорного напряжения, вторая - с инвертиругащм входом первого операционного усилите ля, выход которого соединен с третье клеммой для подключения контролируемого объекта, а третий выход блока управления подключен к управлянмдему входу масштабирующего преобразовател На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство для измерения относительной погрешности делителей тока содержит источник опорного напряжения 1, первый и второй операционные усилители 2 и 3, выходы которых соединены с входами нуль-органа 4, измерительный прибор 5, контролируемый объект 6, образцовую меру отношения 7, блок управления 8 и масштабирукнций преобразователь 9. Причем выход нульоргана Д через блок управления 8 соединен с входами масштабирукяцего преобразователя 9 и измерительного прибора 5, другие входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения 1 и с одним выводом контролируемого объекта 6. Устройство работает следующим образом. Работа происходит в два такта. В первом такте блок управления 8 устанавливает образцовую меру отношения 7 таким образом, что отношение ее плеч равно номинальному значению отношения объекта 6 и изменяет состояние масштабирующего преобразователя 9, т.е. его коэффициент передачи m до тех пор, пока нуль-орган 4 не будет фиксировать равенство напряжений на выходах операционных усилителей 2 и 3. Как только напряжения с выходов операционных усилителей 2 и 3 сравняются, нуль-орган 4 сигнализирует об этом, и блок управления 8 включает измерительный прибор 5, которьй измеряет разность uV E-га-Е,(1) где m - коэффициент передачи масштабирующего преобразователя 9 в момент равенства напряжений с выходов операционных усилителей 2 и 3. Из первого такта вытекает .m К,, VrE.K, где V ,V - напряжения с выходов операционных усилителей 2 и 3 соответственно; К и номинальное и измеряемое значения образцовой меры отношения 7 и объекта 6 соответственно. Учитывая, что в результате работы первого такта , откуда, используя (2) и (3), вытекает Подставляя (4) в (1) после несложных преобразований получаем L - Е Eg К Таким образом переход с одного такта работы на другой, т.е. с коррекфюнного на измерительный, не связан с переключешем элементов объекту 6 и, следовательно, не приводит к ограничению быстродействия измерения относительной погрешности делителей тока объекта 6. Измерительшй такт наступает сразу же, как только напряжения с выходов операционных усилителей 2 и 3 сравяивамтся т.е. заканчивается первый такт. Таким образом, в предлагаемом устройстве быстродействие измерения относительной погрешности делителей тока значительно устройств аналогов и прототипа, так как оно не ограничено типом резисторов делителей тока и не зависит от их реактивных составляющих, . В качестве измерительного прибора 5 может служить цифровой вольтметр, шкала которого проградуирована в процентах, а масштабирухщим преобразователем 9 может служить неинвертируипСнй усилитель постоянного тока с коэффициентом передачи т, значение которого может быть установлено как меньше, так и больше единицы.

УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ДЕЛИТЕЛЕЙ ТОКА, Содержащее источник опорного напряжения, первьй и второй опррациOHiffiie усилители, нуль-орган, первьй вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, измерительный прибор, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряженияj клеммы для подключения контролируемого объекта, образцовую меру отношения и блок управления, вход которого подключен к ВЬпсоду нуль-органа, первый выход блока управления подключен к управляющему входу измерительного прибора. а второй выход блока управления соединен с управляюцим входом образцовой меры отношения, выход которой соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, при этом неинвертирующие входы операционных усилителей подключены к общей шине, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, в него введен.масштабирунщий преобразователь, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход - с другим входом измерительного прибора и первым аналоговым ; входом образцовой меры отношения, W второй аналоговый вход которой соединен с выходом второго операционного усилителя и вторым входом нульоргана, причем первая для под ключения контролируемого объекта сое динена с выходом источника опорного напряжения, вторая - с инвертирующим входом первого операционного усиСП лителя, выход которого соединен с о третьей клеммой для подключения кон;п тролируемого объекта, а третий выход блока управления подключен к управ;О ляющему входу масштабирукядего преобразователя.