Цифровой омметр Советский патент 1985 года по МПК G01R27/00 G01R17/02 

J Изобретение относится к электро ;измерительной технике. Известен времяимпульсный х ифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения, балластный резистор,инте ратор, вьшолненный в виде операцион ного усилителя с входным р.езистором, интегрирующим конденсатором, включенным между его выходом и инвертирующим входом, ключа, включен ного параллельно интегрирующему ко денсатору, компаратора и цифрового счетно-управляющего устройства Недостатком цифрового омметра является низкая точность, обусловленная влиянием на результат из мерения параметров времязадающей цепи интегратора и напряжений смещения нулевого уровня компаратора и операционного усилителя интегра.тора. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является ц ровой омметр двухтактного интегрир вания, содержащий источник опорног напряжения с подключенным к нему д лителем напряжения, верхнее плечо которого является балластным резистором, а нижнее - резисторрм, сопротивление которого измеряется. Первая обкладка интегрирующего конденсатора соединена с - входом компаратора и через второй ключ источником разрядного тока, вторая обкладка интегрирующего конденсатора соединена с общим проводом, выход компаратора подключен к измерителю временных интервалов, преобразующему время в код, и к входу схемы управления, состоящей генератора и триггера Ш.г Недостатком цифрового омметра является аддитивная и мультипликативная погрешности, а также нелинейность, связанные с напряжением смещения нулевого уровня преобразователя напряжение - ток, что обу ловливает lero низкую точность. Целью изобретения является повьшение точности преобразования цифрового омметра. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения один вывод которого соединен с общей шиной, .рперационньй усилитель, эталонный р И Йстор, -один вывод которого соединен с общей шиной. 29-2 клеммы дпя подключения измеряемого резистора, одна из которых соединена с общей шиной, интегрирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с другой клеммой для подключения измеряемого резистора, с первым входом компаратора и с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод интегрирующего конденсатора соединен с другим выводом эталонного резистора и вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом блока счета и управления, управляющие выходы которого соединены с входами управления первого и второго ключей, введены третий и четвертый ключи, первые выводы которых соединены с вторым выводом интегрирующего конденсатора, вторые выводы третьего и четвёртого ключей соединены с вторыми выводами первого и второго ключей, вторые выводы первого и третьего ключей соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторыми вьгоодами второго и четвертого ключей, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом источника опорного напряжения, управляющие выходы блока счета и управления соединены с входами управления третьего и четвертого ключей. На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового омметра; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу цифрового омметра. Цифровой омметр содержит клеммы для подключения измеряемого резистора 1, эталонный резистор 2, источник 3 onopHojo напряжения, операционный усилитель 4, интегрирующий конденсатор 5, ключи 6-9, компаратор 10, блок 11 счета и управления. Устройство работает следующим образом. Пусть в момент времени, предществующий начальному, ключи 6 и 9 замкнуты, на интегрирующем конденсаторе 5 условно отрицательное напряжение, а выход компаратора 10 находится в состоянии логического нуля. В момент прихода сигнала Пуск на управляющих выходах блока 11 счета и управления появляются сигналы, инициирующие переключение ключей. 3 при этом ключи 6 и 9 размыкаются, КЛЮЧИ 7 и 8 замыкаются. Напряжение 0 не. инвертирующем входе операционного усрлителя А равно U. ) где Ujn опорное напряжение; приведенное к входу напряжение смещения нулевого уровня операционного усилителя . Поэтому в момент переключения че рез эталонный резистор 2, сопротивление которого равно R, и интегрирующий конденсатор 5, емкость которого равна С, течет ток If. , равный т -Н-1- - .1 О) Cl R - D ЭТ интегрирующий конденсатор 5 начинает заряжаться. В момент, когда напряжение на нем становится равным нулю, переключается компаратор 10, на его выходе появляется логическая единица и начинается отсчет интервала времени первого такта интегрирования Т( блоком 11 счета и управления.- . За время первого такта интегрирования Т, напр яжение на интегриру ющем конденсаторе 5 достигает величины и т OP- UCM. V т . лВторой такт интегрирования начинается по истечении интервала времени Т, , тогда по сигналам от блока 11 счета и управления размыкаются клю-; чи 7, 8, замыкаются ключи 6, 9 и начинается отсчет интервала време-. 94 ни . Во втором такте ток 1 , разряжающий интегрирующий конденсатор 5,. равен току через измеряемый резистор 1, сопротивление которого равно R, и определяется вьфажением Uon + UcM. t R Время полного разряда Интегрирующего конденсатора 5 равно Т,{ и фиксируется в момент переключения выхода компаратора 10 из состояния логической единицы в логический нуль. В этот момент на информационном выходе блока 11 счета и управления появляется код N т. Найдем длительность интервала времени Tj из условия где Up - напряжение на интегрирующем конденсаторе в момент окончания второго такта интегрирования II 11 - т П c Jc1 Q у- Ч, , .UoiLi Ucm т,--0(5) С R. откуда получим X Х.Т Ь 1Ц, Из выражения (6) видно, что длительность выходного интервала времени Tjf не имеет составляющих аддитивной и мультипликативной погрешностей, а также погрешности нелинейности, обусловленных напряжением смещения нулевого уровня операци-. онного усилителя, что повышает точность цифрового омметра.

Г -% С/-

ЦИФРОВОЙ ОММЕТР, содержащий источник опорного напряжения, один вывод которого соединен с общей шиной, операционный усилитель, эталонный резистор, один вывод которого соединен с общей шиной, клеммы для подключения измеряемого резистора, одна из которых соединена с общей шиной, интегрирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с другой клеммой для подключения измеряемого резистора, с первым входом компаратора и с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод интегрирующего конденсатора соединен с другим выводом эталонного резистора и вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом блока счета и управления, управлякмцие выходы которого соединены с входами управления первого и второго ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий и четвертый ключи, первые вьшоды которых соединены с вторым выводом интегрирующего конденсатора, вторые выводы третьего и четвертого ключей соединены с вторыми выводами первого и второго ключей, вторые выводы первого и третьего ключей соединены сл с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторыми выводами второго и четвертого ключей, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом источника опорного напряжения, управляющие выходы блока счега и управления соединены с входами управления тре05 тьего и четвертого ключей. сл го I;D

г