Способ измерения сопротивления постоянному току Советский патент 1989 года по МПК G01R27/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть, в частности, использовано при построении цифровых универсальных вольтметров.

Цель изобретения - повышение точности измерения больших сопротивлений при использовании цифровых универсальных вольтметров, обладающих конечным значением входного сопротивления и тока.

На фиг. 1 представлена эквивалентная схема входной цепи вольтметра , на фиг.2 - структурная схема измерения сопротивления с учетом влияния входного сопротивления рольтметра, на фиг.З - то же, с учетом входного сопротивления и входного тока вольтметра} на фиг.4 - структурная схема первого дополнительного измерения; на фиг.5 - то же, второго дополнительно - го измерения; на фиг.6 - схема измерения образцового напряжения.

Способ осуществляют следующим образом.

В измерительном приборе, в качестве которого может быть использован любой вольтметр, обеспечивающий измерение постоянного напряжения, создается измерительная схема (фиг.6). Измеренное значение образцового напряжения U& фиксируется, например запоминается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) контЈь 4ъ

сл с&

о

роллера, входящего в измерительный прибор. Затем осуществляется изменение схемы в соответствии с фиг.4, измеряется и запоминается значение U. Следующим этапом формируется схема в соответствии с фиг.5, измеряется и запоминается значение напряжения Uj„ Затем осуществляют вычисление и запоминание (например, в контроллере вольтметра) значение коэффициента

Ток, протекающий через резистор R, равен

IR 1М - 1ВХ. (5)

Падение напряжения на сопротивлении R равно

10

Г U0+ IexR- 1 gy () R

a(6)

или

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при построении цифровых универсальных вольтметров. Целью изобретения является повышение точности измерений больших сопротивлений при использовании цифровых универсальных вольтметров, обладающих конечным значением входного сопротивления и тока. Для реализации способа в измерительном приборе, в качестве которого может быть использован любой вольтметр, обеспечивающий измерение напряжения постоянного тока, создается измерительная схема. Измеренное значение образцового напряжения запоминается в оперативном запоминающем устройстве контроллера, входящего в измерительный прибор. Затем производится ряд измерений напряжения по схемам, приведенным в описании изобретения, а полученные при этом данные используются для выполнения вычислений, результаты которых выводятся на индикаторное табло прибора . 6 ил.

т -i

U0 +

UJLR0sp

иЛь

(1)

Uf+ U

где U

i U,

Uo R

oSp

-напряжение, измеренное в схеме по фиг.4}

-напряжение, измеренное в схеме по фиг.5;

-напряжение, измеренное в схеме по фиг.6;

-значение образцового резистора, хранящееся в памяти контроллера.

Формируется измерительная схема в соответствии с фиг.З и измеряется падение напряжения на измеряемом сопротивлении, при этом значение измеряемого сопротивления определяется из выражения

Rv К

U,

U,- U,

(2)

где К - коэффициент, вычисленный 35

по (1) и хранящийся в 03YJ U1 - значение напряжения, хранящееся в ОЗУ.

Результаты вычислений по (2) выводятся на индикаторное табло прибора. 40 Очевидно, что для случая, когда

Igj - 0, схема измерения соответствует фиг.2, а в случае, когда Igv 0, схема измерения сопротивления соответствует фиг.З. Рассмотрим последний случай подробно.

Заменим два параллельно соединенных сопротивления R х и R 6v одним

R x R в

R

Rx + R

(3)

fix

Пользуясь методом контурных токов, определим падение напряжения на резисторе R.

Для этого находим контурный ток 1„

Кобр R

(4)

UR

..

R

offp

+ R

(7)

Аналогично, исключив из схемы (фиг.З) сопротивление R, находим напряженке на R Bx

.U

R

обр

+ R

8

(8)

Обозначим ( - ItaRofp) через ЕО и, полагая, что U ц U

.R/R.,

(9)

Заменив в (9) U0 на Е и R на

Rx- R

ex

R,

(10)

Таким образом, выражение

U0- IB R обр U i Ux

5 обеспечивает вычисление R

R

(11)

x сящее от величины R В)( и I

5

не зави- вольтметра. Величину U1 измеряют при первом дополнительном измерении. Схема этого измерения приведена на фиг.4. 0 Величина напряжения соответствует (8).

Величину I g)/ R0gp определяют по результатам второго дополнительного измерения. Схема этого измерения приведена на фиг,5,

Очевидно, что вольтметр зафиксирует величину

R ofЈ RJK

i -

R

обр

+ R

(12)

s

В случае, когда выражение (12) можно записать в виде

и.

Вх

(13)

т.е. величину В2 можно непосредственно использовать в выражении (11) для определения значения R х.

В сГлучае, когда неравенство Rgx R ofp не выполняется, значение Iex-R0$p необходимо вычислить по результату первого и второго дополнительных измерений. Из (8) и (12) находим

Т . R Уо,

и, + и4

(U)

С учетом (14), (11) принимает вид

R ., .

R U0+m U, - Ur JU5}

где m U7 при условии R R o5p .

U0Ui m в случае соизмеримости

U i+ Ui

|R oSp И R6X

Так как в (11) знак минус перед произведением Isx R0fp получен, исходя из предположения, что входной ток отрицательный, для учета входного тока обеих полярностей необходимо в (15) алгебраическое суммирование U0 + m, при этом знак т определяется полярностью напряжения U.

Форму.л а изобретения

Способ измерения сопротивления постоянному току, заключающийся в том, что на последовательно соединенные образцовый и измеряемый резисторы подают эталонное напряжение и измеряют величину падения напряжения на измеряемом резисторе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения больших сопротивлений при использовании цифровых универсальных вольтметров, обладающих конечным значением входного сопротивления и тока, дополнительно измеряют падение напряжения в цепи, состоящей из последовательно соединенных источника эталонного напряжения и образцового резистора, при отключен-- ном измеряемом резисторе, а затем из5 меряют падение напряжения на образцовом резисторе при отключенном источнике эталонного напряжения, при этом величину измеряемого сопротивления определяют из соотношения

0 Ux

R -J-г-

U0 + m U-,- Ux

где Rx,Roffp - величина измеряемого

и образцового резисто- 5ров соответственноj

U0 - величина эталонного

напряженияj

Ux - величина падения напряжения на измеряемом 0резисторе

Ut - величина напряжения в цепи, состоящей из последовательно соединенных источника эталонно- 5го напряжения и образцового резистора Uj - величина падения напряжения на образцовом резисторе, измеренная

Qпри отключенном источнике эталонного напряжения j

m - коэффициент, равный UaUl

m

U,+ U

Фие.1

Hoffp,

Фие.З

Физ.5

i АЛ V

Фиа.%

Кой

Пъ®ь®ч

ФиеЛ

Хш у

Фае. 6