Мост для измерения сопротивления четырехзажимных резисторов Советский патент 1986 года по МПК G01R17/10 

I1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к средствам измерения электрического сопротивления (проводимости) и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 924587.

Цель изобретения - повышение точности измерения сопротивления четырех- и двухзажимньп резисторов или их эквивалентных устройств - имитаторов сопротивления за счет коьтен- сации систематических погрешностей.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 измерительного тока, токовые зажга ы 2 и 3 объекта 4 измерения, провод- перемычку 5, токовые зажимы 6 и 7, образцовую меру 8, потенциальные ажимы 9 и 10 объекта измерения, нулевой индикатор 11, ключ 12, меру 13 сопротивления, выходы 14 и 15 первого усилителя, меру 16 проводимости, инверсный вход 17 первого усилителя, потенциальные зажимы 18 и 19 образцовой меры, первый усилитель 20, неинверсный вход 21 первого усилителя, кодоуправляемь 11( делитель 22 напряжения, вывод 23 выхода и общий вывод 24 входа-выхода кодоуправляёмого делителя напряжения инверсный .; , вход 25 второго усилителя 26, неин- .версный вход 27 второго усилителя, первый выход 28 и второй выход 29 второго усилителя, вьгоод 30 входа, разрядные входы 3 и канал 32 подстройки кодоуправляёмого делителя напряжения, канал 33 управления разрядными входами.

Первый контур образуется последовательным соединением источника 1 измерительного тока I, объекта 4 измерения с сопротивлением Rj; (токо- вые зажимы 2 и 3), провода-премыч- ки 5 с сопротивлением г, образцовой меры 8 с сопрот ление R (токовые зажимы 6 и 7). Второй контур образуется последовательным соединением объекта измерения (потенциальные зажимы 9 и 10), нулевого индикатора 1 1 , ключа 12, меры 13 с сопротивлением R. Третий контур образуется

последовательным соединением меры 1 сопротивления, усилителя 20 (выхо(ды 14 и 15), меры 16 с проводимостью С, потенциального и токового выводов 18 и 6 образцовой меры 8, провода-перемычки 5, токового и по422

тенциального вьшодов 3 и 9 объекта измерения. Четвертый контур образуется последовательным соединением меры 16 проводимости, усилителя 20

(входы 21 и 17), кодоуправляёмого делителя 22 (вывод 23 и общий вьшод входа-выхода 24) и потенциального зажима 18 образцовой меры. Пятый контур образуется последовательным

0 соединением образцовой меры 8 (потенциальные зажимы 19 и 18) с усилителем 26 (выход 28 и инверсный вход 25). Шестой контур образуется последовательным соединением потен5 циального зажима 18 образцовой меры 8, кодоуправляёмого делителя 22 напряжения (общий вьшод входа-выхода 24 и вход 30) и усилителя 26 (общий вьшод входа-выхода 27 (29)

0 и выход 28).

Устройство работает следующим образом.

Измерительный ток I создает между потенциальными вьшодами образце-. 5 вой меры 8 падение напряжения ТН. (1), а между потенциальными вьшодами объекта измерений 4 падение напряжения .IR (2),

Напряжение (1) второй усилитель 26 0 повторяет на входе делителя 22 напряжения, на выходе которого вследствие этого появляется выходная разность потенциалов

IRjO,X,,...,X;...,Xni, (3) 5 Д {0,Х,,...,Х;, ...,Х I -. коэффициент преобразования делителя 22; X,,. ..,Х;,...,Xf, - коды управления (и показания индикатора) разрядами делителя 22 4Q Разность потенциалов (З) первый усилитель 20 повторяет на мере (16) проводимости (G), реализуя равенство

: ..,Xo...,X;, ... ,X,j(4) AC где у - ток третьего контура, создав аемый усилителем 20. Ток у согласно ,(4) может быть он ределен следующим образом: . „ ,|0,X.,...,X;,.., ,4,aO

Этот ток у (4а) на сопротивле-i НИИ Р меры 13 создает падение напря. жения

,X, ,...,Х;,...,Х„р (5)

55 При замкнутом ключе 12 по нулевому индикатору 11 МОЖНО сопоставлять величины падений напряжений (1) и (З), в конечном итоге организовать

по каналу 33 управление разрядными входами 31 делителя 22 с целью достижения условия равновесия- равенства разностей потенциалов (|) и (5) за счет изменения значения коэффициента преобразования делителя 22, а именно

(ОД(., . ..VX;f, . . .ДпСТ I (6) откуда искомый результат измерения Ry, RgCR |j)j.X. , .. ,X ;,. .. ,X I (7 )

Канал 32 подстройки предназначен для смещения мантиссы коэффициента подстройки на некоторую малую величину tY в результате чего коэффициент преобразования (л|) делителя 22 может корректироваться следующим образом:. 0,Х,,.... jX-,...,X., {1±) (8)

С (8) уравнение равновесия (7) 1у(ожет быть представлено в виде (r-So) ) R (l-Sp)

0,Х 4, о ( iy/R G R (l-Si-S.) 0,Xj,, .. ,Х,, . . .

...Дп, ., (5)

где ,(I-SO), R-R d-Sg), G

G (l-Sg)y .

R , R, G - действительные

R , R , G - номинальные

значения сопротивлейи и проводимости соответственно образцовой меры 8 сопротивления меры 13 сопротивлений и магазина 16 проводи мости.

- t

в качестве Ьбъекта измерения с сопротивлением R к мосту периоди- чески подключать эталонный резистор с известньм сопротивлением , ТО после установки на мосте адекватного действительному значению сопротивления R, показания, регулировкой величины (у) по каналу 32 можно скомпенсировать систематические погрешРедактор Т, Кугрьшева

Заказ 778/55Тираж 730 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

й , 213422

нести 5о , 5я , S соответственно мер 8, 13 и магазина 16 измерительной цепи устройства до уровня среднеквадратичного отклонения случайных сос5 тавляющих погрешностей этих мер и магазина проводимости.

Предельная точность известного устройства ограничивалась точностью ЦАП-магазина проводимости на уровне

10 класса точности до 0,01. Предлагаемое устройство с универсальными ЦАП может быть реализовано по классам точности 0,005-0,001, а с ЦАП-ШИМ - по классам точности 0,002-0,0001.

15 Предлагаемое устройство может использоваться не только как цифровой измеритель сопротивления, но и как измеритель проводимоетей, для чего достаточно образцовую меру сопротив20 ления и объект измерения поменять местами.

Формула Из обре тения

25 Мост для измерения сопротивления четырехзажимных резисторов по авт. св. № 924587, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен кодо-

30 управляемый делитель напряжения и второй усилитель, причем инверсный вход и первый выход второго усилите; ля подключены к первому и второму потенциальным зажимам образцового резистора соответственно, а неинверс- Ный вход и второй выход второго усилителя - к вьшоду входа кодоуправляе- мого делителя напряжений, общий вывод входа-выхода кодоуправляемого делителя напряжения соединен с вторым потенциальным зажимом образцового резистора а вьшод выхода кодоуправляемого делителя напряжения подключен к инверсному входу первого усилителя.

35

45

Составитель В. Семенчук

Техред М.Пароцай .Корректор Т.Колб

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к средствам измерения электрического сопротивления (проводимости). Цель изобретения - повышение точности измерения сопротивления четырех- и друхзажимных резисторов, или их эквивалентных устройств - имитаторов сопротивлений за счет компенсации систематических погрешностей. Для этого дополнительно введены кодоуп- равляемый делитель напряжения и второй усилитель. Инверсный вход и первый выход второго усилителя подключены к первому и второму потенциальным зажимам образцового резистора соответственно. Неинверсный вход и второй выход второго усилителя подключены к вьгооду входа кодоуправляег мого делителя напряжений. Общий вывод входа-выхода кодоуправляёмого делителя напряжения соединен с вторым потенциальным зажимом образцового резистора. Вьшод выхода кодоуправляёмого делителя напряжения подключен к инверсному входу первого усилителя. Приводятся расчетные формулы, указьшаются пределы по классам точности измерения с использованием ЦАП и ЦАП-ШИМ. Для измерения проводимости в устройстве необходимо поменять местами образцовую меру сопротивления и объект измерения. Дополнительное к авт. св. № 924587. I ил. (Л ю 00 4;