Устройство контроля делителей напряжения Советский патент 1987 года по МПК G01R27/00 

t13

Изобретение относится к области электроизмерительмой техники и может быть использовано для создания высокоточных устройств контроля делителей напряжения.

Целью изобретения является повышение точности контроля делителей напряжения.

На чертеже представлена структурная схема устройства контроля делителей напряжения.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, источник 2 опорного напряжения, блок 3 выравнивания потенциалов, блок 4 выбора коэффициента деления, образцовый делитель 5 напряжения, блок 6 переключения, измерительный прибор 7, первы и второй управляемые делители 8 и 9 напряжения, суммирующий усилитель 10, измеритель II амплитуды импульсов, причем источник 2 опорного напряжения соединен с токовыми выводами образцового делителя 5 напряжения, потенциальные выводы и выход которого соединены с входами блока 6 переключения, первый вход блока 3 выравнивания потенциалов соединен с первым выходом блока 6 переключения, а второй - с первым потенциальным выводом контролируемого делителя напряжения , второй потенциальный вывод которого соединен с вторым выходом блока 6 переключения, измерительный прибор 7 соединен одним входом с третьим выходом блока 6 переключения, а другой - с выходом контролируемого делителя, токовые выводы которого соединены с выходами блока 3 выравнивания потенциалов, выход генератора 1 прямоугольных импульсов соединен с первым входом, блока 4 выбора коэффициентов деления, первый выход которого соединен с управляющим входом образцового делителя 5 напряжения, входы первого и второго управляемых делителей 8 и 9 напряжения соединены с четвертым и пятым выходами блока 6 переключения, а выходы, - с вторым и третьим входами блока 4 выбора коэффициента деления, выходы которого соединены с двумя входами суммирующего усилителя 10, третий вход которго соединен с шестым выходом.блока 6 переключения, а выход - с входом измерителя 11 амплитуды импульсов.

Устройство работает в двух режимах: измерение статической погрешности контролируемого делителя и под12

стройка образцового делителя напряжения.

Для измерения статической погрешности контролируемого делителя блок

6 переключения соединяет образцовый 5 и контролируемый делители напряжения в мостовую схему. Для исключения влияния соединительных проводов и контактов используется принцип разделения цепей на токовые и потенциальные. Поэтому как образцовый делитель 5 напряжения, так и контролируемый делитель напряжения, имеют по пять выводов: два - токовые, два потенциальные и пятый - выход делителя. Образцовый делитель 5 напряжения для увеличения быстродействия и повышения надежности коммутируется транзисторными ключами.

Токовые выводы образцового делителя 5 напряжения подсоединяются то к одному, то к другому выводу источника 2 опорного напряжения. На потенциальных выводах образцового делителя 5 напряжения получаются два некоторых эквивалентных потенциал.1

E,I:E,A.VCA,V

ы

30

e, i:e,A.K /1:Я,К,

|И1:1

где Е., 8; - реальные потенциалы на выходах образцового делителя 5 напряжения при подключении i-ro раз- ряда соответственно к потенциальному или нулевому выводу источника 2 опорного напряжения; , l - разрядные цифры кода; К.2/2 - весовой коэффициент деления i-ro разря

да; п - число разрядов делителя.

Устройство контроля делителей напряжения обеспечивает равенство потенциалов на одноименных потенциальных выводах образцового 5 и контролируемого делителей напряжения. При помощи блока 6 переключения одна пара потенциальных выводов соединяется между собой, а между выводами другой пары устанавливается блок

3 выравнивания потенциалов.

Для периодической подстройки образцового делителя 5 напряжения предусмотрена возможность подстройки коэффициентов деления при помощи

подстроечных резисторов, С выхода блока 4 выбора коэффициентов деления с частотой генератора 1 прямоугольных импульсов на управляющий вход образцового делителя 5 напря3

жения поступают комбинации смежных кодов

(А,..-1; A,,-0)-h , (А„р1; A,0)-h,-l,

где j - номер подстраиваемого разряда.

При периодической смене указанных кодов на потенциальных выводах и выходе образцового делителя 5 на- пряжения получаются последовательности импульсов, объединяя которые соответствующим образом, можно определить дифференциальную нелинейност j-ro разряда и,.осуществляя периодическую подстройку коэффициентов деления старших.разрядов, уменьшить нелинейность образцового делителя 5 напряжения.

Для кодов К . и h.. -1 потенциалы Ы bj

на выходе образцового делителя 5 напряжения соответственно равны

ив.х(Ч.)Е,(2 /2%лу-н

. (,. );

1--1 j- .

и„ (h-l)E. (2 .) bJ 7-Г IЬ1

и i-j „

+ еЛ2 /2 +ЛК.).

Ь

1-J

Амплитуда переменной составляюще на выходе образцового делителя 5 напряжения равна

ь,хГивых(Ч.)-ивых Ч. -1

или

J-1

. . )

J -1 1-1

+ |п(11е,,)+Е„Л5,,,

где Eg г опорное напряжение; л.j

uKbj , дифференциальная нели нейност ь j-ro разряда образцового делителя 5 напряжения.

Учитывая, что потенциалы на потенциальных выводах образцового делителя 5 напряжения для кодов h . и h ; -1 соответственно равны

PJ

ЕэЧ. )Е,;

,. 2 V();

i 1

e,(h)r.e,(); е,(Ч, -l),2 -V(),

89314

выражение для дифференциальной нелинейности j-ro разряда образцового делителя 5 напряжения можно записат в виде

,

Е,ла„. ли,,,,,- (h,)- f -l

2

-1---Г- Е,Ч, -1)

„J-1

° {V-2- S(4o)-S()l.

Данная операция осуществляется при noMotnji двух управляемых делителей 8 и 9 напряжения, суммирующего

усилителя 10. На выходе последнего получается последовательность прямоугольных импульсов, амплитуда которых пропорциональна дифференциальной нелинейности j-ro разряда образцового делителя 5 напряжения. Измерение амплитуды импульсов осуществляется при помощи измерителя 11 амплитуды импульсов. Регулируя коэффициент деления j-ro разряда, добиваются уменьшения амплитуды импульсов до величины, соответствующей чувствительности измерителя амплитуды импульсов. Коэффициенты деления первого и второго управляемых делителей

8 и 9 напряжения устанавливаются блоком 4 выбора коэффициентов деления. Блок 6 переключения отключает потенциальные выводы и выход образцового делителя .5 напряжения от мостовой

схемы и соединяет их с входами первого и второго управляемых делителей 8 и 9 напряжения и суммирующего усилителя 10 соответственно.

Формула изобретения

Устройство контроля делителей напряжения, содержащее источник опорного напряжения, соединенньгй с токо- выми выводами образцового делителя напряжения, потенциальные выводы и выход которого соединены с входами блока переключения, блок выравнивания потенциалов, первый вход которого

соединен с первьм выходом блока переключения, а второй - с первым потенциальным выводом контролируемого делителя напряжения, второй потенциальный вывод которого соединен с вторьп

выходом блока переключения, измерительный прибор, соединенньй одним входом с третьим выходом блока переключения, а другим - с выходом контролируемого делителя, токовые выво513189316

ды которого соединены с выходами тель и два управляемых делителя.на- блока выравнивания потенциалов, ге- пряжения, входами соединенный с чет- нератор прямоугольных импульсов, сое- вертым и пятым выходами блока пере- диненный с первым входом блока выбо- ключения, а выходами - с вторым и ра коэффициентов деления, первый j третьим входами блока выбора коэффи- выход которого соединен с управляю- циентов деления, два выхода которого щим входом образцового делителя на- соединены с двумя входами суммирую- пряжёния, о т л ичающееся щего усилителя, третий вход которо- тем, что, с йёлью повьппения точное- го соединен с шестым выходом блока ти, введен измеритель ампли- 10 переключения, а выход - с входом тудьгййг уНьсов, суммирующий усили- измерителя амплитуды импульсов.

Изобретейие относится к измерительной технике и может быть использовано для создания высокоточных устройств контроля делителей напряжения. Цель изобретения - повышение точности контроля делителей напряжения, достигается введением в устройство двух делителей 8 и 9 напряжения, суммирующего усилителя 10 и измерителя 11 амплитуды импульсов. Кроме того, устройство содержит генератор 1прямоугольных импульсов, источник 2опорного напряжения, блок 3 выравнивания потенциалов, блок 4 выбора коэффициента деления, образцовый делитель 5 напряжения, блок 6 переключения и измерительный прибор 7. При этом коэффициенты деления делителей 8 и 9 устанавливаются блоком 4. 1 ил.. с ТакоКые Выводы контролируемого делителя Потенциал ьные Выводы контролируемо делителя Выход г{онтролируемого дЕлителя (Л G