Способ контроля вторичного группового эталона электрического сопротивления Советский патент 1989 года по МПК G01R17/00 

-Изобретение относится к .электро- измерительной технике и предназначено для использования в научно-исследовательских институтах, а также в органах государственной и ведомственной поверочной службы при точных измерениях.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости и повышение достоверности контроля в течение времени между двумя следукщими друг за другом аттестациями вторичного группового эталона электрического сопротивления по первичнонз эталону, т.е., в течение межповерочного интервала.

На чертеже показана принципиальная схема реализации способа.

На чертеже обозначены четыре подгруппы 1.1-1,4 мер, на которые разделяют всю группу из шестнадцати мер, состоящие каждая из четырех мер; вспомогательные одинаковые соединения . 2,1-2.4, в которые скоммутированы каждая из подгрупп и состоящие из двух параллельных ветвей по две последовательно соединенные меры; противолежащие узлы 3,1 и 3.2, 3,3 и 3.4, 3.5 и 3,6 вспомогательных соединений, между которыми их эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению

Ч|

,-

31509

мер группы, например 1000 Ом, противолежащие узлы 4,1 и 4.2, 4,3 и 4,4, 4,5 и 4,6, 4,7 и 4,8, проводники 5,1- 5,6, с помощью которых Вспомогательные соединения коммутируются в основ кое соединение 6 (при отключенных блоках питания и нуль-индикатора), противолежащие узлы 7,1 и 7,2 основного соединения, между кoтopы и его эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению мер группыi другие противолежащие узлы 8,1 и 8,2 этого же соединения, блок 9 нуль-индикатора, выводы которого соединены с двумя подвижными контактами сдвоен- ного пятипозиционного переключателя 10,- пара неподвижных контактов 11 первой позиции этого же переключателя, соединенных каждый с одним из узлов одной из пары противолежащих узлов основного соединения, между которыми его эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению мер группы; блок 12 питания, оба вывода которого соединены с входом переключателя 13 полярности, а оба вывода выхода этого переключателя - с другой парой противолежащих узлов основного соединения, между которыми его эквивалентное сопротивление равно также номинальному сопротивлению мер группы; блок 14 для поочередного до- .уравновешивания .основного и четырех

вспомогательных одинарных равноплечих

35

мостов, высокоомньш резистор 15 блока для определения чувствительности основного одинарного равноплечего моста, один вывод которого подключен к подвижному контакту трехпозиционного Q переключателя 16 этого же блока, а вт орой вывод - к одному из проводни- ков, соединяющему одну из пар соседних вспомогательных соединений, средний неподвижный контакт трехпозицион-. ного перештючателя - свободный, а крайние - соединены с одним из противолежащих узлов основного соединения, между которыми его эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению мер группы, потенциальные 17,1 и 17,2 и токовые 18,1 и 18,2 выводы с зажимами основного соединения , соединенные с двумя другими противолежащими узлами того же сое- i инения, между которыми его эквиваентное сопротивление также равно ноинальному сопротивлению мер группы; ажимы 19-22, соединенные с соответ5

2025 ЗО

35

Q .ствующими узлами основного соединения, неподвижные контакты 23-25 второй, третьей и четвертой позиций сдвоенного пятипозиционного переключателя , соединенные с парой противолежа-, щих узлов вспомогательных соединений, между которыми их эквивалентные сопротивления равны номинальному сопротивлению мер группы,

Способ характеризуется следующими операциями.

Доводят число мер в группе до шестнадцати. Затем делят группу мер на четыре подгруппы 1 по четыре меры в каждой. После этого меры каждой подгруппы коммутируют во вспомогательные соединения 2 с эквивалентным сопротивлением между противолежащими узлами 3 и между противолежащими узлами 4, равным номинальному сопротивлению мер группы. После этого строят основное соединение 6 путем подключения вспомогательных соединений 2 друг к другу с помощью проводников 5, Эквивалентное сопротивление основного соединения между противолежащими узлами 7, а также и между противолежащими . узлами 8 равно тоже номинальному сопротивлению мер группы. Далее вводят в схему сдвоенный пятипозиционный переключатель 10, к подвижным контактам которого подключают блок 9 нуль-индикатора, К паре неподвижных контактов 11 -первой позиции этого переключателя подсоединяют противолежащие узлы 7 основного соединения 6, а к парам непо;п;вижных контактов остальных пози ций - противолежащие узлы 4 вспомогательных соединений 2, Далее вводят в схему блок 12 питания и переключатель 13 полярности. Блок 12 питания с помощью переключателя 13 полярности подключают к противолежащим узлам 8 основного соединения. Переключатель, полярности имеет фиксируемую нейтральную (среднюю) позицию, на которой он полностью отключается от схемы,

После включения в схему блока 9 нуль-индикатора и блока 12 питания основное соединение образует основной равноплечий мост с составными плечами, в которые преобразователи вспомо- . гательные соединения, в свою очередь преобразованные во вспомогательные равноплечие мосты, каждое плечо кото- pbix является одной из мер группы, аатем включают блок 9 нуль-индикатора. Установив переключатель полярноети на одну из крайних позиций, подают питание в основной и вспомогательные равноплечие мосты, после чего контролируют чувствительность одного из них, В течение всего периода межповерочного интервала она должна быть неизменна. При этом чувствительность вспомогательных равноплечих мостов всегда вдвое ниже, чем основного равноплечего моста.

Для контроля чувствительности введен высокоомный резистор 15, сопротивление которого на несколько порядков выше, чем номинальное сопротивле - ние мер группы, и трехпозиционный переключатель 16, При положении его подвижного контакта на средней позиции высокоомный резистор 15 отключен, а при положении на одной из крайних позиций резистор 15 шунтирует одно из смежных плеч основного равноплечего моста, При отключенном и включенном резисторе 15 с учетом номинальных сопротивлений его и мер группы определяют чувствительность одного из вспомогательных равноплечих мостов или основного равноплечего мо ста при включении пятипозиционного сдвоенного переключателя на соответствующую позицию.

Переключатель 16 включают на среднюю позицию, Затем включают блок 9 нуль-индикатора на первую позицию (контакт 11) пятипозиционного сдвоенного переключателя и определяют предварительно разбаланс основного равноплечего моста. Если при этом окажется, что показывающий прибор блока 9 нуль-индикатора зашкаливает, то производят доуравновешивание с помощью блока 14, свободный конец проводника которого может быть подключен к одному из выводов 17 (или 18), При доуравновешивании вспомогательных .. .равноплечих мостов при включении пятипозиционного сдвоенного переключателя на вторую позицию (контакт 23) свободный вывод проводника .блока 14 подключается либо к зажиму 19, либо к зажиму 20, на третью позицию (контакт 24) - к зажимам 19 либо 21, на четвертую позицию (контакт 25) - к зажимам 21 либо 22 и на последнюю - к зажимам 20 или 22, Так как все меры группы четырехзажимные, то число зажимов равно шестидесяти четырем,

Дрейф разбаланса в. относительных , единицах основного равноплечего мос0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

та тождественен с дрейфом разности в тех же единицах между суммарным сопротивлением восьми мер одной пары его несмежных составных плеч и суммарным сопротивлением восьми мер другой пары несмежных составных плеч, Соответственно и дрейф разбаланса лю-. бого вспомогательного равноплечего моста в тех же единицах тождественен с дрейфом разности между суммарным сопротивлением одной пары его несмеж- ных плеч и суммарным сопротивлением другой пары несмежных плеч. Далее при положении сдвоенного пятипозиционного переключателя 10 на неподвижных контактах 11 включают блок 9 нуль-индикатора и определяют, величину разбаланса основного равноплечего моста, исключая паразитную термо-ЭДС измерением при двух полярностях напряжения питания или методом ложного нуля, при положении переключателя 13 полярности на средней фиксируемой (холостой) позиции.

Повторяя измерение разбаланса через определенные интервалы времени, оценивают его дрейф. Если изменение величины разбаланса основного равноплечего моста равно равно q%, то это равносильно изменению на эту же величину только одного из его плеч, В свою очередь, при отключенных блоке 12 питания и блоке 9 нуль-индикатора, а также блоке 14 для доуравновешива- ния и при положении переключателя 16 на средней позиции, когда основной равноплечий мост превращается вновь в основное соединение, такое изменение разбаланса эквивалентно изменению суммарного сопротивления всех мер группы, а значит и эквивалентного сопротивления меяоду противолежащими узлами всего на (q./4)%. Поэтому это равносильно изменению случайной компоненты погрешности среднего арифметического сопротивления всей rjpynnH мер также на (q/4)%, В случае необходимости углубления анализа получаемых результатов фиксируют дрейф разбаланса . также и во вспомогательных равноплечих мостах, например, в том частном случае, когда дрейф среднего арифметического сопротивления всей группы превышает ожидаемые значения, В этом I случае наблюдение за дрейфом разбалан- ;са также и во всех четырех вспомогательных равноплечих мостах позволяет

выяснить, какая именно подгруппа мер не в норме.

При передаче размера единицы сопротивления f а также при аттестации вторичного группового эталона электрического сопротивления по первичному эталону должны быть отключены блок 12 питания .переводом переключателя 13 полярности на фиксируемую среднюю по- зицию и блок 9 нуль-индикатора с помощью имеющихся в ней коммутаторов, а также блок 14 для доуравновешивания и блок для определения .чувствительности переводом трехпозиционного пере- ключателя 16 на среднюю позицию, При этом подключение основного соединения в измерительную схему, с помощью которой будет осуществляться передача раз.мера единицы сопротивления или аттестации, должно осуществляться по четырехзажимной схеме с помощью потенциальных и токовых зажимов 18 и 17

Предлагаемый способ iio сравнению с известным, в котором при наличии в группе шестнадцати мер следовало бы произвести Z40 внутригрупповых сличений, позволяет ограничиться всего лишь одной операцией - определением в данный момент разбаланса основного авноплечего моста, т,е, во много раз уменьшается трудоемкость и предельно упрощается измерительный процесс.

При этом также повьш1ается и точ-- ность результата, так как отсутствует неизбежное накопление погрешностей при производстве большого числа растягиваемых во времени сличений, а также: вследствие того, что в данном

способе отсутствует специальный, от- дельньш мост-компаратор, а следовательно, и его инструментальные по-, грешности, так как объект исследова0

5 о

5

0

ния - группа мер, одновременно является и средством исследования, Кроме того, снижается и трудоемкость при передаче размера единицы сопротивления, а также при аттестации по первичному эталону, так как сличаемые с вторичным групповым эталоном электрического сопротивления меры сравниваются сразу с его эквивалентным сопротивлением между противолежащими у.злами 8, что равносильно сравнению сразу со средним арифметическим сопротивлением мер всей группы, т.е. путем одного сличения.

Формула изобретения

1,Способ контроля вторичного группового эталона электрического сопротивления, заключающийся во взаимном сличении мер группы, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и повьщ1ения достоверности контроля в течение межповерочного интервала, формируют основной четырехштечий мост, каждое плечо которого содержит вспомогательный четы- рехплечий мост, каждое плечо которого образовано одной из шестнадцати мер, производят предварительную балансировку всех мостов, периодически измеряют при двух полярностях напряжения питания значения разбаланса, среднее арифметическое значение сопротивления всех мер определяют пропорционально четвертой части величины измеренного разбаланса,

2,Способ по п, 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения достоверности контроля, измеряют дрейф разбаланса также и во вспомогательных четырехплечих мостах.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в органах государственной и ведомственной поверочной службы, а также при точных измерениях на постоянном токе. Цель изобретения - уменьшение трудоемкости и повышение достоверности при контроле в течение времени между двумя следующими друг за другом аттестациями вторичного группового эталона электрического сопротивления по первичному эталону, т.е. в течение межповерочного интервала. Это достигается путем взаимного сличения мер группы мостовым методом, при котором проводят всего одну операцию - определяют в данный момент разбаланс основного одинарного равноплечего моста, представляющего собой основное соединение, выполненное из вспомогательных соединений, в которые скоммутированы каждая из подгрупп мер и состоящие из двух параллельных ветвей по две последовательно соединенные меры сопротивления. 1 ил.