Устройство для измерения активного сопротивления проводника, находящегося под током, с частотным выходом Советский патент 1991 года по МПК G01R27/08 

зъ сп

оИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении активного сопротивления проводников, находящихся по действием изменяющегося по величине постоянного тока, например при измерении температуры обмоток работающих электрических машин постоянного тока по величине их активного сопротивлени

Целью изобретения является увеличение точности измерения путем получения результата в виде последовательности импульсов с частотой следования, пропорциональной измеряемой величине активного сопротивления.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для измерения активного сопротивления проводника, находящегося под током, с частотным выходом содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, клеммы 3 и 4 для подключения измеряемого резистора 5 (К), образцовый резистор 6 (R0) , конденсатор 7 (С ), резистор 8 (R.)), первый 9 и второй 10 ключи, компаратор 11 нуля, генератор 12 им- пульсов опорнойдлительности, выходную клемму 13.

В процессе работы устройства при замкнутом ключе 10 и разомкнутом ключе 9 операционный усилитель 2 рабо- тает как интегратор. В момент времени, когда выходное напряжение операционного усилителя 2 достигает нулевого уровня, срабатывает компаратор 11 нуля и его выходным сигналом запускается генератор 12 импульсов опорной длительности. Генератор 12, работая в ждущем режиме, вырабатывает один импульс с нормированной длительностью 2оп. Под действием этого импульса ключ 9 замыкается, а ключ 10 размыкается и на входы операционного усилителя 1 в течение интервала времени Соп поступают напряжения Ux IRX и UQ IR0- Напряжение на выходе операционного усилителя 1 к моменту окончания становится равным

(lR0 + IRx).flon

R-C 3

где I - величина тбка проводника.

После окончания импульса опорной длительности ключ 9 размыкается, а

ключ 10 замыкается, и к входу операционного усилителя 2 подключается напряжение U IR. При этом напряжение на выходе операционного усилителя 2 начинает уменьшаться и по истечении времени 0 - Соп становится равным нулю. При этом вновь срабатывает компаратор 11 и начинается второй цикл работы устройства, аналогичный рассмотренному выше. Учитывая, что за время Јц - Ј0п напряжение на выходе инте. ратора изменяется на величину

IRx(Јu )

RC

нетрудно получить соотношение

IRx / соп

RC л.

IRx(Eu-gQn)

RC ;

которое определяет работу устройства при измерении R. Из этого соотношения можно определить, что

RX Ro f-on f где f я- ;

Л

6и - длительность импульса тока.

Выбирая соответствующим образом величины R0 , Јоп , можно получить желаемый коэффициент пропорциональности, связывающий величину измеряемого резистора с частотой импульсов на выходной шине устройства.

Таким образом, получаем результат измерения в виде последовательности импульсов, частота следования которых пропорциональна измеряемой величине, а точность измерений в предлагаемом устройстве определяется только точностью и стабильностью величин Pfl ,ЈQn

Технико-экономическая эффективность заключается в снижении требований к выбору параметров измерительного канала, в уменьшении ошибок измерения, возникающих из-за неидентичности измерительных каналов и влияния на результат измерения конечной величины входного сопротивления компаратора и внутреннего сопротивления измерительного прибора, а также в возможности получения результата измерения в цифровой форме путем определения частоты следования выходных импульсов устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения активног сопротивления проводника, находяще- гося под током, с частотным выходом, содержащее компаратор нуля, первый и второй ключи и образцовый резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной и первой клеммой для под- ключения измеряемого резистора, вторая клемма для подключения измеряемого резистора и второй вывод образцового резистора подключены к силовой цепи, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения путем получения результата измерения в виде последовательности импульсов с частотой следования, пропорциональной измеряемой ве- личине активного сопротивления, в него введены первый и второй операционные усилители, резистор, конденсатор и генератор импульсов опорной

длительности, вход которого соединен с выходом компаратора нуля, выход генератора импульсов опорной длительности соединен с выходной клеммой и управляющими входами первого и второго ключей, выходы которых объединены и соединены с входом компаратора нуля и первой обкладкой конденсатора, вход первого ключа соединен с выходом операционного усилителя, вход второго ключа - с выходом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, второй вывод образцового резистора соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, инвертирующий вход которого объединен с одноименным входом второго сепарационного усилителя и соединен с второй обкладкой конденсатора и через резистор - с второй клеммой для подключения измеряемого резистора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении активного сопротивления проводников, находящихся под действием изменяющегося по величине постоянного тока, например, при измерении температуры обмоток работающих электрических машин постоянного тока по величине их активного сопротивления. Целью изобретения является увеличение точности измерения путем получения результата измерения в виде последовательности импульсов с частотой следования, пропорциональной измеряемой величине активного сопротивления. Устройство содержит образцовый резистор 6, первый 9 и второй 10 ключи и компаратор 11 нуля. Введение в устройство первого 1 и второго 2 операционных усилителей,конденсатора 7, резистора 8 и генератора 12 импульсов опорной длительности позволило снизить требования к выбору параметров измерительного канала, уменьшить ошибки измерения, возникающие из-за неидентичности измерительных каналов и влияния на результат измерения конечной величины входного сопротивления компаратора и внутреннего сопротивления измерительного прибора, получить результаты измерения в цифровой форме путем определения частоты следования выходных импульсов устройства. 2 ил. S (Л оэ со

Фиг. 1