Способ настройки делителей напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/06 

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к способам настройки делителей напряжения, и может быть использовано для пере{1;ачи единицы электрического сопротивления от первичного эталона групповым эталонам, поверки прецизионных делителей напряжения и тока, а также измерения напряжения тока, сопротивления и т.д.

Цель изобретения - повьшение точ- ости яастройки делителя напряжения за счет обеспечения постоянства выходного сопротивления делителя.

На фиг. 1 -2 представлены схемы де.г лителей напряжения иллюстрирутощие указанный способ подстройки делителей напряжения.

Между вьгоодами А и В располагает ся опорное сопротивление первого плеча делителя напряжения, являющегося его выходом, между вьшодами В и С располагаются резисторы первой ступени второго плеча делителя напряжения, между вьгоодами С и С располагаются резисторы второй ступени второго плеча делителя напряжения, а между вьшодами В и С включены резисторы третьей ступени второго плеча делителя напряжения; К - ключ.

Доследовательность операций настройки делителя напряжения заключается в следующем: первоначально производится сравнение сопротивлений первого опорного плеча А, В да- лителя, представленного резистором

С делитеВ результате сравнения прризводит- ся подстройка сопротивления резистора Rj до значения сопротивления резистора R, (фиг.1а).

Таким образом, сопротивление R( первой ступени второго - треть делителей выражается формулой

Rg ,и первой ступени В,

ля, представленного резистором г.

его

R(M) R, R,

(1)

Затем (фиг.16 производится срав нение сопротивление первого опорного плеча А, В делителя и сопротивления второго плеча В, С, образованного первым резистором R , с последовательно соединенной второй ступенью, представленной группой параллельно соединенных резисторов

RJ, , .. . ,R,,. , и параллельно соединенных первой и второй ступеней, третьей ступени, представленной резистором R,, .

Номинальные значения сопротивлений резисторов определяются следующим образом:

R

«3

RbM

-2

(n+l)R,

(2) (3)

Число (п) резисторов второй ступени определяется по формуле (4) для нечетных N и по формуле для четных N:

N-1 . п ---- .

N-1 2

п

(5) (4) (5)

0

5

где-N.- необходимое значение- отношений сопротивлений плеч делителя, выраженное нату- . ральньм числом.

По результатам сравнения сопротивлений первого опорного плеча делителя и сопротивления второго плеча производится подстройка сопротив- 0 ления Я(2,4)2. плеча В, С с помопц ю подстраиваемого резистора RI,. до значения сопротивления опорного пле ча делителя, т.е.

4i;z 1д RO. (6) 5 При последующем восстановлении последовательного соединения указанных резисторов второго плеча делителя (фиг.1в1 получаем делитель напряжения с отношением сопротивле- 0 НИИ, выраженным формулой

R.

5

-JI I J-

или с учетом

и,4)3

R + R+...+R

i }П-ц

+ R

ntl

R,

(1-3-)

.R +nRo-i-(h+l)R,

(7)

R(.

2n.+ 2 N.

(8)

55

Формулы (7,8) выражают отношение сопротивлений для четных значений N при разомкнутом ключе К Гфиг.1в7.

Для нечетных значений N в формуле (7) необходимо положить R О, и тогда

(2,V3

RTiTiT

(n+l)Ro

RO

2n +1

N.

В формуле (9 выражение для числа N представляет собой разность квадратов двух последовательных чисел п+1 ип, т.е. (п+1) -п - 2п + 1.

С целью уменьшения числа резисторов , образующих второе плечо делителя напряжения чисел (п+р) и п, т.е.

N - (п+р) -п 2 пр+р, (10)

и определение числа тг группы по формулам

-NIE

2р

резисторов

п

при одинаковой четности N

N-r п

и р

N- -1 - -2-при разной четности N и р, р « 1 , 2 .... до получения целого и числа п.

Схема делителя напряжения при сравнении опорного сопротивления и сопротивления его второго плеча примет вид, изображенный на фиг.2.

На фиг.2 изображен двуплечий делитель напряжения с уменьшенным « числом резисторов плеч.

Номинальные значения сопротивлений резисторов определяется по следующим формулам:

(9) щийся в том, что измеряют сопротивление первого опорного (выходного) плеча делителя напряжения, формируют второе плечо делителя напряжения . изменением вида соединений резисторов плеч, измеряют сопротивление второго плеча делителя напряжения и подстраивают сопротивление второго

10 плеча, отличающийся тем, что, с целью повьшгения точности настройки делителя напряжения для коэффициентов деления, выраженных любым натуральным числом , на первом

15 зтапе осуществляют настройку второго плеча, для чего формируют втор9е плечо из последовательно соединенных первой и второй резистивной ступеней и параллельно к ним соединен20 ной третьей резистивной ступени, причем первую резистивную ступень второго плеча формируют равной по величине сопротивлению первого опорного плеча делителя напряжения, вто 25 рую резистийную ступень формируют из п параллельно включенных резисторов со значением сопротивления p-Re каждый, третью резистивную ступень формируют из р резисторов со значени30 ем сопротивлений (n- -p)Ro каждый, где RO - сопротивление первого опорNIE

2р

ного плеча, п

для четной

35 суммы N+P п

N-2 -1 2Г

для нечетR R

R

е «

R.

«

- pRc

R«vM. Р) .

«я,

Общее число резисторов в этом учае равно

N 4- 2р

п + р + 2

+ 2.

ормула изобретения

Способ настройки делителей напряния, например двуплечих, заключаюNIE

2р

ного плеча, п

для четной

35 суммы N+P п

N-2 -1 2Г

для нечет

ной суммы N+P, где р 1,2,3,. ., осуществляют изменение сопротивления второго плеча делителя напряжения до значения, равного значению сопротивления первого опорного плеча делителя напряжения, путем изменения сопротивления третьей резистивной ступени, на втором зтапе окончательно формируют второе плечо делителя в виде последовательно соединенных всех резисторов всех его ступеней.

(

хГ

фие.1

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для передачи единицы электрического сопротивления от первичного эталона групповым эталоном. Способ настройки делителей напряжения, например двухплечих, заключается в следующем : измеряют сопротивле рА S; С ) Яо j Kj А 8 диЗ. - сти ыть ерм. еетле ние первого опорного плеча делителя напряжения ( ДН),формируют его второе плечо из трех резистивных ступеней (РС), причем первая PC равна по величине сопротивлению первого опорного плеча ДН вторую PC формируют из п резисторов со значением сопротивления p Rjj каждый, третью PC формируют из р резисторов со значением сопротивления (n+p) R каждьй, где RO - сопротивление первого опорно2. / го плеча, п (N-p )/2р для четной суммы N+P и п (N-p -l/2p для нечетной суммы N+p, где N - натуральное число, N 2, р 1,2,3..., измеряют сопротивление второго опорного плеча ДН до значения, равного сопротивлению первого опорного плеча ДН, путем изменения сопротивления третьей PC, окончательно формируют второе опорное плечо ДН в виде цепочки всех резисторов его ступеней. Способ повьшает точность настройки ДН для коэффициентов деления. 2 ил. .Кг i (Л ю ел со N3 b Ъfi/T±j -CZD cpu.1 п --

Составитель А.Комиссаров Редактор Н.Слободяник Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 5573/54 Тираж 659

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

Подписное