Измеритель малых сопротивлений Советский патент 1988 года по МПК G01R27/02 

Фиг.1

11

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивлений микроомного и миллиомного диа- пазонов, послеоперационного контроля качества электроконтактной сварки, а также для технической диагностики контуров машин электроконтактной сварки.

Цель изобретения - повышение точности измерения и уменьшение потребляемой мощности.

На фиг, 1 представлена блок-схема измерителя малых сопротивле ний; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя.

Измеритель малых сопротивлений содержит два источника 1 и 2, опорных напряжений противоположной поляр- ности, входные аналоговые ключи 3 и 4, стабилизатор 5 тока, усилитель 6 постоянного напряжения, выходные аналоговые ключи 7 и 8, две ячейки аналоговой памяти, выполненные на запоминающих конденсаторах 9 и 10 операционный усилитель 11, выполняющий функцию согласующего блока, индикатор 12 и блок 13 управления. Для подключения измеряемого сопротивления измеритель содержит два токовых 14 и 15 и два потенциальных 16 и 17 зажима, которые соединены с выходом- стабилизатора 5 тока и входом усилителя 6 постоянного напряжения соот-

ветственно. R - измеряемое сопротивление резистора 18.

Выход источника 1 опорного напряжения соединен с входом входного ана- логового ключа 3, а выход источника 2 - с входом ключа 4, выходы ключей 3 и 4 соединены между собой и с входо Ь стабилизатора 5 тока. Выход усилителя 6 постоянного напряжения соединен с входом выходного аналогового ключа 7, выход которого соединен с входами запоминающих конденсаторов 9 и 10. Выход конденсатора 9 соединен с входами выходного аналогово- го ключа 8 и операционного усилителя 11, к выходу которого подключен индикатор 12. Выходы запоминакнцего конденсатора 10 и выходного аналогового ключа 8 соединены между собой и с общей шиной измерителя. Выходы блока 13 управления соединены с управляющими входами аналоговых ключей 3. 4, 7 и 8.

102

Стабилизатор 5 тока может быть построен по схеме источника тока с заземленной нагрузкой на операционном усилителе, обеспечивающей получение выходного тока обеих полярностей.

Усилитель 6 выполнен по схеме двух- каскадного инвертирующего усилителя.

Блок 13 управления может быть выполнен по любой схеме, обеспечивающей формирование импульсов управления аналоговы1 :и ключами аналогично представленным временным диаграммам (фиг. 2).

Измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 3, 4, 7 и 8 разомкнуты, ток стабилизатора 5 равен нулю, запоминающие конденсаторы 9 и 10 подключены последовательно к операционному усилителю 11. С выходом операционного усилителя 11 соединен индикатор 12, который показывает значение предыдущего замера или нуль.

В цикле измерения Ц блок 13 управления вырабатывает в момент времени t| импульсы длительностью Т, и , а в момент времени t - импульс длительностью Tj, (фиг. 2). Импульс управления ( включает на время своего действия ключи 3 и 8, При этом стабилизатор 5 тока вырабатывает импульс тока отрицательной полярности, который создает на измеряемом сопротивлении R падение напряжения

П Т R (.) 51-) ХИмпульс управления Г, включает на время своего действия ключ 7. Запоминающий конденсатор 10 подключается при этом к выходу усилителя 6 на время действия импульса Т, и запоминает выходное напряжение усилителя 6, которое равно

и,

1- RX

fibix 6 Bbi) 5(.-)

где К - коэффициент усиления усилителя 6.

Импульс управления t.j включает на время своего действия ключ 4. При этом стабилизатор 5 тока вырабатывает мпульс тока положительной полярности, который создает на измеряемом сопротивлении R j( падение напряжения

R, (-) 5() хЗапоминающий конденсатор 9 запоминает выходное напряжение усилителя 6, авное

и т

вЫ) 6() вЬ1Х 5t+)

г, И

R,-K.

По окончании импульсов управления

С , запоминающие конденсаторы 9 и 10 отключаются от выхода усилителя 6 и подключаются последовательно к входу операционного усилителя 11. При этом напряжение, подаваемое на индикатор 12 с выхода операционного усилителя 11, равно

вык б(«) (,(

| -LpLi ft. t

вЫХ 6(t)

вы 5(-)J х

Т.е. полезный сигнал складывается, а помехи в виде постоянного напряжения (термо-ЭДС, смещение нуля усилителя 6) вычитаются. При выполнении условия Tj-r3,Tj., где Т. - период напряжения сети, происходит и компен- сация сетевой наводки.

Формула изобретения

Измеритель малых сопротивлений, содержа1дий источник опорного напряжения, стабилизатор тока, один из выводов у которых соединен с общей шиной, усилитель постоянного напряжения, токовые и потенциальные зажимы для подключения измеряемого сопротивления, соединенные с выходом

15

- 20

368810

стабилизатора тока и входом усилителя постоянного напряжения соответственно, и индикатор, отличаю(- щ и и с я тем, что, с целью повьппе- ния точности измерения и уменьшения потребляемой мощности, в него введены второй источник опорного напряжения с полярностью, противоположной

10 первому, два входных и два выходных аналоговьпс ключа, две ячейки аналоговой памяти, согласующий блок и блок управления, причем выход каждого источника опорного напряжения соединен с входом соответствующего входного аналогового ключа, выходы которых соединены с входом стабилизатора тока, первьй выходной аналоговый ключ соединен своим входом с выходом усилителя постоянного напряжения, а выходом - с входами ячеек аналоговой памяти, выход первой из которых соединен с входами второго выходного аналогового ключа и согла25 сующего блока, к выходу которого подключен индикатор, а выходы второй ячейки аналоговой памяти и второго выходного аналогового ключа соединены между собой и общей шиной измери30 теля, при этом выходы блока управления соединены с входами управления всех упомянутых аналоговых ключей.

Изобретение может быть использовано, например, для послеоперационного контроля качества электроконтактной сварки. Цель изобретения повышение точности измерения и уменьшение потребляемой мощности. Измеритель содержит источник 1 опорного напряжения, стабилизатор 5 тока, усилитель 6 постоянного напряжения и индикатор 12. В устройство введены источник 2 опорного напряжения противоположной полярности, входные 3.4 и выходные 7, 8 аналоговые ключи, ячейки 9 и 10 аналоговой памяти, согласующий блок 11, блок 13 управления и образованы новые функциональные связи. В процессе работы измерителя полезный сигнал складывается, а помехи в виде, например, постоянного напряжения вычитаются. При выполнении условия Ъ-Ь с где с,и 4/2 - импульсы управления, включающие на время своего дейст вия ключи 7 и 4; Т - период напряжения сети, происходит компенсация сетевой наводки. 2 ил. (Л