Вольтметр с растянутой шкалой Советский патент 1990 года по МПК G01R19/00 

п Т &-1-

же

315

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тех- нике измерения напряжения в цепи постояиного тока, и может быть использовано для повышения точности Измерения относительных изменений падения напряжения, например, в цепях автомобильного электрооборудования.

Целью изобретения является повыше- йие точности измерения.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Вольтметр с растянутой шкалой со- Держит операционный усилитель 1, ре- э исторы 2-6, высокоомный индикатор 7, стабилитрон 8, диоды 9, 10 и входные Зажимы 11, 12, причем входной зажим 11 соединен с вторым выводом резисто- ра 4 и через диод 10с вторым выводом резистора 3 и выводом положительного питания операционного усилителя 1 , вывод отрицательного питания которого соединен с входным зажимом 12, первым выводом резистора 5 и анодом стабилитрона 8, катод которого Соединен с анодом диода 9, первым йыводом резистора 3, вторыми вывода,ми резистора 6 и высокоомного индика

тора 7 и неинвертирующим входом операционного усилителя 1, инвертирующий вход которого соединен с первыми выводами резисторов 2 и 4, вторым выводом резистора 5 и катодом диода 9; Выхрд операционного усилителя 1 соединен с первыми выводами резистора 6 и высокоомного индикатора 7 и вторым выводом резистора 2.

Вольтметр работает следующим обра- зом.

Когда на входные зажимы 11 и 12 поступает измеряемое напряжение, оно с выхода делителя на резисторах 4 и 5 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя, на неинвертирующий вход которого поступает опорное напряжение, сформированное стабилитроном 8 с помощью резистора 3 из измеряемого. Чтобы операционный усилитель 1 находился в линейном (активном) режиме, напряжение стабилизации стабилитрона 8 следует выбирать из соотношения

UCT вих

и

ст

л; U вх . мин

84

где UCT - напряжение стабилизации стабилитрона 8;

Bux максимальное падение напряжения на резисторе 6;

Uflx H- минимально возможное входное напряжение.

Выходное напряжение операционного усилителя 1 определяется соотношением

и. R

U8X. м«кс 8Х М«н

R.

Q 5

0

5

5

5

гДе максимально возможное

ОЛ , ЛЛ и IU

входное напряжение; R3, R - величины сопротивлений резисторов 3 и 6 соответственно.

Изменить величину начального смещения, т.е. начало отсчета вольтметра (UBx мин ), можно изменением соотношения величин резисторов 4 и 5, т.е. соотношением R4/R.

Верхний предел измерения U вх|Макс регулируется выбором резистора 2.

I

При изменении величины контролируемого напряжения изменяется ток в цепи резистора 3,однако в цепи стабилитрона 8 ток остается неизменным во всем диапазоне изменяемых напряжений благодаря наличию резистора 6. Благодаря повышению стабильности опорного напряжения обеспечивается высокая точность измерения напряжения.

Диоды 9 и 10 обеспечивают защиту устройства от неправильной полярности измеряемого напряжения при ошибочном подключении.

Формула изобретения

1. Вольтметр с растянутой шкалой, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с выходом операционного усилителя и одним выводом высокоомного индикатора, катод стабилитрона соединен с первым выводом второго резистора и неинвертирующим входом операционного усилителя, вывод отрицательного питания которого соединен с первым входным зажимом, анод стабилитрона и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора, второй

5 1582138. 6

вывод которого соединен с вторым2 Вольтметр по п. 1, о т л ивходным зажимом и объединенными вто-чающийся тем, что, с целью

рым выводом второго резистора и выво-повышения надежности, в него введены

дом положительного питания операцией-два диода, анод первого диода соединого усилителя, отличающий-йен с катодом стабилитрона, а катод

с я тем, что, с целью повышения точ-первого диода соединен с вторым выности измерения, пятый резистор сво-водом третьего резистора, второй выими выводами соединен с соответству-вод четвертого резистора соединен

ющими выводами высокоомного индика-,л с вторым выводом второго резистора

тора . а инвертирующий вход операцион-через второй диод, анод которого соного усилителя соединен с вторым вы-единен с вторым выводом четвертого

водом третьего резистора, второйрезистора, а катод второго диода

вывод высокоомного индикатора соеди-соединен с вторым выводом второго ренен с катодом стабилитрона.jj зистора.

Изобретение относится к средствам измерения напряжения постоянного тока, в частности, в цепях автомобильного электрооборудования. Целью изобретения является повышение точности измерения. Для этого в устройство введен резистор 6, который во всем диапазоне измеряемых напряжений стабилизирует ток стабилитрона 8. Входное напряжение с зажимов 11 и 12 поступает на делитель из резисторов 4 и 5, усиливается операционным усилителем 1, а его выходное напряжение, изменяющееся в пределах измеряемой шкалы, индицируется высокоомным индикатором 7. Величина опорного напряжения задается резистором 3 и стабилитроном 8. Диоды 9 и 10 обеспечивают защиту от неправильного подключения устройства. Резистор 2 и соотношение резисторов 4 и 5 позволяют выбрать диапазон измеряемых напряжений от максимальной до минимальной величины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.