Преобразователь сопротивления в напряжение Советский патент 1987 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении параметро резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов преобразрвания сопротивления в напряжение путем исключения влияния сопротивления зажимов контактного блока на выходное напряжение преобразователя и контроля величины падения напряжения на сопротивлениях зажимов контактного блока.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь сопротивления в напряжение содержит источник 1 опорного напряжения, первый выход 1.1 которого соединен через образцовый резистор 2 ((RQ) с инвертирующим входом операционного усилителя 3 и первым зажимом 4.1. четырехзажимного контактного блока 4, Второй выход 1,2 источника 1 опорного напряжения и неинвертирующий вход операционного усилителя 3 соединены с корпусом. Подключение измеряемого объекта 5 к схеме преобразователя осуществляется четырехзажимным контактным блоком 4 следующим образом: первый зажим 4.1с и второй зажим 4.2. контактного блока 4 соединены с инвертирующим вхо- дом и выходом операционного усилителя 3, третий зажим 4.3. и четвертый зажим 4.4. подключены к инверт ирую- щему и неинвертирушщему входам первого блока 6 вычитания. Выход операционного усилителя 3 и выход первого блока 6 вычитания соединены с ин- вертирующим и неинвертирующим входами второго блока 7 вычитания, выход которого в свою очередь соединен со входом преобразователя 8 напряжения. Выход преобразователя 8 напряжения соединен с входом компаратора 9.

Преобразрватель сопротивления в напряжение работает следующим образом.

При преобразовании комплексного сопротивления Z в напряжение ток через измеряемый объект 5 равен

V - UBX I - --g-;

(1)

где и,, R.

опорное напряжение, сопротивление образцового резистора.

Соотношение (1) будет справедливо при условии, что входное сопротивление первого блока 6 вычитания во много раз больше сопротивления

1

измеряемого объекта

6..

103

X man

(2)

где Z riiax ОДУ ПВ максимальной

величины сопротивления, измеряемого йа преобразователе .

С учетом высокого входного сопротивления первого блока 6 вычитания и соотношения (1) напряжение между четвертым 4.4 и третьим 4.3 зажимами контактного блока 4 (напряжение на измеряемом объекте 5) будет равно

I-Z, и

вх

Zx

R.

(3)

где Z - кбмплексное сопротивление

измеряемого объекта. Это напряжение будет выделено на выходе первого блока 6 вычитания и является выходным напряжением преобразователя

UB. -Zx К„

(4)

Из формулы (4) с учетом того, что величины и gy и RQ заранее известны можно сказать, что выходное напряжение Ugjj, преобразователя прямо пропорционально величине преобразуемого сопротивления Zy и не зависит от величины переходных сопротивлений зажимов контактного устройства.

Напряжение на выходе операционного усилителя 3 равно

и, i Cz., + г„ + г,„)

Ki

Zx UBIC Сгк, + Гкг)

и

вых

R ц вх

К.

UBX (гц, + г,2.)

R.

и

вых

+ и

sir

к J

(5)

где г и . переходное сопротивления первого 4.1 и второго 4.2 зажимов контактного блока 4,

и

гггу

- вх(кл + Гкг)

R.

паде о

ние напряжения на переходных сопротивлениях Г|, и первого и второго зажимов контактного блока 4.

Соотношение (1), (3) и (4) справедливы для случаев, когда напряжение на выходе операционного усилителя 3 не превышает (по абсолютной величине) некоторого значения, при ко- тором выходные транзисторы операционного усилителя выходят из активного режима работы и входят в режим насыщения .

Из соотношения (5) следует, что напряжение Uj на выходе операционного усилителя 3 равно векторной сумме

выходного напряжения U

6Ь1Х

преобразователя и падения напряжения , на зажимах контактного блока. Задаваясь максимально допустимым значением напряжения на выходе операционного усилителя, при котором еще справедливы соотношения (1), (3) и (4), и мак-20 тель, в цепь отрицательной обработсимальным значением выходного напряжения преобразователя для измеряемого диапазона сопротивлений, можно определить максимально допустимое падение напряжения на сопротивлениях переходных контактов. Сравнивая с этим напряжением падение напряжения на сопротивлениях переходных контактов на момент измерения, можно судит о достоверности результата преобразования.

Напряжение на выходе второго блока 7 вычитания, с учетом соотношения (5), будет равно

и

ГГи

г

i(r

Kl

+ г.,)

Из соотношения (6) следует, что это напряжение равно падению напряжения на переходных сопротивлениях зажимов четьфехзажимного контактного устройства со знаком минус. Переходные сопротивления г,., и г,,, третьего 45 дом первого блока вычитания, вход

КЗк 4

4,3 и четвертого 4,4 зажимов контактного блока 4 включены последовательно с высоким входным сопротивлением первого блока 6 вычитания и не влияют

блока преобразователя напряжения соединен с выходом второго блока в читания, вход компаратора соединен с выходом преобразователя напряжен

Редактор А,Ревин

Составитель Н,Михалев

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

1628/45

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

на выходные напряжения преобразователя и операционного усилителя 3.

Преобразователь 8 напряжения,преобразует переменное напряжение U в пропорциональное ему постоянное напряжение, которое схемой компаратора 9 сравнивается с постоянным напряжением, пропорциональным максимально допустимому падению напряжения на зажимах контактного устройства. Уровень логического сигнала U на выходе компаратора 9 говорит о качестве контактирования на момент измерения, а следовательно, о достоверности результатов преобразования. Фо-рмула изобретения

Преобразователь сопротивления в напряжение, содержапщй источник опорного напряжения, операционный усили

кой связи которого включен измеряемый объект, а инвертирующий вход соединен через образцовый резистор с первьм выходом источника опорного

напряжения, нeинвepтиpyюшJ й вход и второй выход источника опорного напряжения -соединены с корпусом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достовер30 ности результатов преобразования, в него введены первый и второй блоки вычитания, преобразователь напряжения и компаратор, причем первая и вторая клеммы для подключения измеряемого

35 объекта подключены к инвертирующему входу и выходу операционного усилителя, третья и четвертая клеммы для подключения измеряемого объекта подключены к инвертирующем и неинверти40 рующему входам первого блока вычитания, инвертируюшзий и неинвертирующий входы второго блока вычитания соединены соответственно с выходом операционного усилителя и выхоблока преобразователя напряжения соединен с выходом второго блока вычитания, вход компаратора соединен с выходом преобразователя напряжения.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть и. jri использовано при измерении парамет ров резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности. Введение в преобразователь (П) блоков 6, 7 вычитания, преобразователя 8 напряжения и компаратора 9 повышает достоверность результатов преобразования сопротивления (С) в напряжение за счет исключения влияния С зажимов контактного блока на выходное напряжение П и контроля величины падения напряжения на С зажимов контактного блока 4. 1 ил. л Л ел в х со о U Ю