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

Ј

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в термометрии, в устройствах входного контроля резисторов и резистин ных пленок, в резистивных датчиках положения Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможно стей путем дополнительного измерения относительного отклонения сопротивления в напряжение Преобразователь содержит измеряемый резистор, переключаемый ис точниктока2 повторитель 3 источник опор ного напряжения 4, первый 5 и второй б дифференциальные усилители, блок 7 постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств (ППЗУ), перемножающий цифроаналоювый преобразователь 8 2 ил

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может использовано в термометрии, устройствах входного контроля резисторов и резистивных пленок в резистивных датчиках неэлектрических величин и т д.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем дополнительного измерения относительного отклонения сопротивления в напряжение.

На фиг 1 изображена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 - временные диаграммы его работы

Преобразователь относительного отклонения сопротивления в напряжение содержит клеммы 1 для подключения измеряемого резистора, переключаемый источник тока 2, повторитель 3, источник 4 опорного напряжения, первый 5 дифференциальный усилитель, второй 6 дифференциальный усилитель, блок 7 постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств (ППЗУ) перемножающий цифроана- логовый преобразователь (ПЦАП) 8

Устройство работает следующим образом

На неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя 5 подается опорное напряжение источника 4 опорного напряжения. Выход первого дифференциального усилителя 5 через измеряемый резистор и повторитель 3 соединен с инвертирующим входом этого же усилителя, поэтому по цепи обратной связи первый дифференциальный усилитель 5 с высокой точностью поддерживает заданное опорное напряжение на своем инвертирующем входе, а следовательно и на входе повторителя 3. Источник тока 2 формирует строго заданный ток через измеряемый резистор, поэтому на первом выводе измеряемого резистора, соединенном с выходом первого дифференциального усилителя 5 формируется напряжение, пропорциональное измеО

ел о

-N VI CJ

ряемому сопротивлению резистора в сумме с опорным напряжением Uonop :

иаых1 UR + Uonop,

где Увых - напряжение на выходе первого дифференциального усилителя;

UR - напряжение, пропорциональное величине измеряемого резистора.

UR l-Rx, где I - ток, формируемый источником тока;

RX - сопротивление измеряемого рези- стора.

Второй дифференциальный усилитель 6 выполняет функции вычитателя и масштабного усилителя. На один его вход подается напряжение с выхода первого дифференци- ального усилителя 5, а на второй - опорное напряженнее выхода повторителя 3. На выходе второго дифференциального усилителя 6 будет напряжение:

ивых2 K|J2 Ueux.onop - Ки2-Ьвых 1,

где ивых2 - напряжение на выходе второго дифференциального усилителя;

Ки2 - коэффициент усиления по напряжению.

Изменяя коэффициент усиления плеч дифференциального усилителя, можно установить достаточно точное соответствие величин сопротивления измеряемого резистора и напряжения на выходе второго дифференциального усилителя 6.

Для того, чтобы определить относительное отклонение сопротивления от номинального значения с учетом того, что выходным информационным параметром является напряжение, необходимо реализо- вать следующий алгоритм;

(5 4 -100%,

гдед- относительное отклонение сопротивления от номинального значения;

A U - приращение напряжения, соответствующее приращению сопротивления;

UHOM - напряжение, соответствующее номинальному значению измеряемого ре- зистора (сопротивление датчика).

Известно, что если на адресные входы перемножающего цифроаналогового преобразователя подать кодовую комбинацию, 8 на вход опорного напряжения подать аналоговую величину, то на выходе ПЦАПа бу- дет сформировано напряжение, пропорциональное произведению этих величин.

Для того, чтобы с помощью ПЦАП 8 осуществить деление двух величин, кодовая ин- формация о величине номинального сопротивления измеряемого резистора, подаваемая на адресные входы ПЦАП 8, записывается в блок 7 ППЗУ в обратных кодах.

Таким об разом на выходе преобразователя получают напряжение, пропорциональное величине относительного отклонения сопротивления от его номинального значения. Например, если в качестве ПЦАП 8 используется 10-разрядный ЦАП, кодовая информация о номинальном значении сопротивления измеряемого резистора рассчитывается согласно формуле:

Ямакс

К 102,4,

RHOM

где Кмакс максимально возможное значение сопротивления в данном поддиапазоне;

RHOM - номинальное значение сопротивления (сопротивление датчика при номинальной температуре).

Очевидно, что в случае применения преобразователя, например, в термометрии можно записать в блок 7 ППЗУ всю необходимую информацию о всех имеющихся датчиках какого-либо объекта. При этом можно сравнительно легко автоматизировать процесс контроля и регулирования температуры объекта. Также можно контролировать сопротивление резисторов и резистивных пленок на соответствие заданным границам допуска. При этом, если сопротивление измеряемого резистора будет точно соответствовать своему номинальному значению, то на выходе преобразователя будет напряжение 1 В. При отклонении сопротивления от номинального значения, например, на + 10% напряжение изменяется также на + 10% и составляет 1,1 В и т.д.

Предлагаемый преобразователь относительного отклонения сопротивления в напряжение позволяет сравнительно легко автоматизировать процесс контроля технологических параметров сложных объектов, содержащих различные резисторы и рези- стивные датчики, автоматизировать процесс отбраковки резисторов и резистивных пленок при производстве гибридных микросхем.

Формула изобретения Преобразователь относительного отклонения сопротивления в напряжение, содержащий источник опорного напряжения, клеммы для подключения измеряемого сопротивления, первая из которых подключена к выходу первого дифференциального усилителя, а вторая - к источнику тока, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены повторитель, второй дифференциальный усилитель, блок постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств, перемножающий

цифроаналоговый преобразователь, при этом вход повторителя соединен с источником тока, а выход - с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с первым входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с

/,

1VШ

выходом повторителя, а выход - с входом опорного напряжения перемножающего цифроаналогового преобразователя, адресные входы которого соединены с выходом блока постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств, выход которого подключен к управляющему входу источника тока.

Фиг1

У И лор

- .

JAR

UK. peiucmopo.