Преобразователь сопротивления в напряжение Советский патент 1991 года по МПК G01R27/02 

4377707/21 OS.01.33

23.01.91. Бюл. № 3 Рязанский радиотехнический инс- и Рязанский завод Кратное

(2)

(22)

(46)

(71)

титут

знамя

(7) В.А.Антигюв, В.Л.Колесников,

В.П.Мьлехин, С.И.Петраков

и М.И.Фролин

(53) 621.317 (083.8)

( 6) Авторское свидетельство СССР

№ 1193601, кл. G 01 R 27/0, 1986.

(.54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ

(57) Изобретение относится к устройствам автоматического преобразования активных сопротивлений в напряжение. Цель изобретения - снижение погрешности преобразования в области Мслых сопротивлений - достигается путем исключения влияния переходных ее противлении коммутирующих элементов и подводящих проводов. Преобразователь содержит источник 3 опорного

напряжения, инвертирующие усилители А,10 и 13, суммирующие усилители 7 и 15, ключ 9, цифроаналоговый преобразователь 8, масштабирующие усилиИзобретение относится к автоматическому преобразованию активных сопротивлений в постоянное напряжение и может быть использовано в системах автоматического контроля,измерителях параметров радиоэлементов.

Цель изобретения - снижение погрешности преобразования малых сопротивлений за счет снижения влияния переходных сопротивлений коммути- рующих ключей.

На чертеже изображена схема преобразователя .

Преобразователь содержит преобразуемый резистор 1 (R х К п + АКХ) эталонный резистор 2 (R0), источник 3 опорного напряжения (U0),инвертирующий усилитель 4 (с большим коэффициентом усиления), клеммы 5 и 6 для подключения преобразуемого резисто- ра, суммирующий усилитель 7, цифро- аналоговый перемножающий преобразователь 8 (11ДП), ключ 9, первый инвертирующий усилитель 10 с коэффициентом передачи, равным единице,шину 11 управления, переходное сопротивление 12 коммутатора, второй инвертирующий усилитель 13 (с коэффициентом передачи, равным единице), цифроаналоговый делитель 14 напряжения (ЦАП), суммирующий усилитель 15, масштабные усилители 16 и 17, переходное сопротивление 18-22 коммутатора, RJJ - номинальное значение сопротивления, &КХ - отклонение соп ротивления контролируемого резистора от номинального значения).

Первый вывод преобразуемого резистора 1 через один из контактов с переходным сопротивлением 12 подключен к точке соединения первого вывода эталонного резистора 2 с входом инвертирующего усилителя 4, второй вывод преобразуемого резистора 1 подключается к входу инвертирующего уси лителя 13, который, в свою очередь, через управляемый делитель 1 напряжения подключен к первому входу суммирующего усилителя 15, его втотели 16 и 17, управляемый делитель 14 напряжения, эталонный резистор 2 и клеммы 5 и 6 для подключения преобразуемого резистора. 1 ил.

рой вход подключен к выходу инвертирующего усилителя 4, источник 3 опорного напряжения подключен к входу масштабного усилителя 17, выход которого подключен к второму выводу эталонного резистора 2, кроме того,ис- точник 3 опорного напряжения подключен к входу инвертирующего усилителя 10, который через ключ 9 подключен к первому входу суммирующего усилителя 7, к его второму входу подключен выход инвертирующего усилителя 4, выход суммирующего усилителя 7 через управляемый цифроаналоговый перемножающий преобразователь 8 подключен к входу масштабного усилителя 16, выход которого подключен к второму выводу преобразуемого резистора 1.

Преобразоьзтель сопротивления в напряжение в режиме преобразования относительного отклонения сопротивления работает следующим образом.

Ключ 9 замкнут, напряжение U0 от источника 3 подается на усилитель 10, имеющий коэффициент передачи -1.Напряжения -U0 и Up (где -U0 и Up - напряжения на выходах соответственно первого и второго инвертирующих усилителей) поступают на суммирующий усилитель 7, коэффициент передачи которого по каждому входу равен 1. На аналоговый вход цифроаналогового перемножающего преобразователя 8 подается сигнал U0 - Up. Учитывая коэффициент К передачи ПАП 8 и коэффициент К|( передачи масштабного усилителя 16, напряжение в точке 23 равI НО

U, К-К,-(U0 - Up).

Напряжение на резисторе Re с учетом коэффициента К2 передачи масштабного усилителя 17 равно

иг кги0.

Полагая К К.Ј U K(U0 - ир),

и V

Принимая во внимание то, что в данном режиме на входы 11АП 8 и 14 подаются коды, линейно связанные с номиналом преобразуемого сопротивле2мния Ru, т.е. N --- R.., и данный

Nко

,код соответствует коэффициенту переN RN дачи К -г-й- --- для ЦАП 8 и

п ° 1 2П R0

К N записать

R

N

для ЦАП 14, можно

К

U.h,, - -tljR,- G + , (3)

vo

где

1

G

1

К R

fотносительное отклонение сопротивления RJ,.

При k - со (коэффициент усиления операционного усилителя) выражение (3) можно записать

UBWX -VV

Следовательно, выходное напряжение преобразователя линейно зависит от относительного отклонения сопротивления .

В режиме преобразования абсолютного значения сопротивления ключ 9 разомкнут, напряжение от источника 3 через масштабный усилитель 17 с коэффициентом передачи К подается на резистор R0, тогда

иг Ktu0.

Напряженке Up с усилителя 4 чере усилитель 7, имеющий коэффициент передачи 1, поступает на 11АП 8, который имеет коэффициент передачи К. С учетом коэффициента передачи К масштабного усилителя 16 напряжение в точке 23 равно

U , К-К ,-Up. Полагая K У-%- 1,получают

иг Ь0; и, - к- ир.

(5) (6)

Принимая во внимание то, что в данном режиме на входы ЦАП 8 и 14 подается код N, при котором их коэффициенты передачи равны 1, с учетом (5) и (6) получают

- -ВЛ- - U - L D L о ь

(7)

10 где

т .l.

E(RX + R0 + г)

в .() + ,,

R0k

г - переходное сопротивление коммутатора.

При k - оо выражение (7) можно записать

.М и

R0

(8)

25 следовательно, выходное напряжение линейно зависит от Р„.

Таким образом, г помощью предлагаемого преобразователя за счет исключения влияния перехорных сопротмвJQ лений контактов коммутируй:пих эпемен- тов можно снизить погрешность преобразования абсолютного значения сопротивления и относительного отклонения сопротивпения ь напоя кение.

Формула ичобретения

Преобразователь сопротивления в напряжение, содержащий источник опорного напряжения, выход которого через последовательно соединенные первый инвертирующий усилитель и ключ соединен с первым входом первого суммирующего усилителя, второй вход коТ°РОГО соединен с выходом второго инвертирующего усилителя, вход которого соединен с первым выводом эталонного резистора и через тор - с первой клеммой для по, оче- ния преобразуемого резистора,выход первого суммирующего усилителя соединен с входом цифроаналогового преобразователя, управляющие входы которого соединены с шиной управления и управляющим входом ключа, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности преобразования малых сопротивлений за счет снижения влияния переходных сопротивлений ком7 16228378

мутирующих ключей, в него введены °й клеммой для подключения преобра-1

два масштабирующих усилителя,третийзуемого резистора, управляющий вход

инвертирующий усилитель, управляемыйуправляемого делителя напряжения сое,делитель напряжения и второй сумми-5 динен с шиной управления, при этом

рующий усилитель, выход которогопервый масштабирующий усилитель вклюявляется выходом устройства, а входычен между выходом цшЪроаналогового

второго суммирующего усилителя соеди-преобразователя и второй клеммой

йены соответственно с выходом второ-Для подключения преобразуемого резисго инвертирующего усилителя и выходомJ0 T°Pa a второй масштабирующий усили управляемого делителя напряжения,тель включен между выходом источнивход которого через третий инвер-ка опорного напряжения и вторым вытирующий усилитель соединен с пер-водом эталонного резистора.