Высокоомный магазин сопротивления Советский патент 1991 года по МПК G01R27/00 

Фуг. 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в многозначной мере электрического сопротивления (ММЭС) и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1517124.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения погрешности.

На фиг.1 и 2 показаны примеры реализации высокоомного магазина сопротивле- 10

ния.

Высокоомный магазин сопротивления содержит первый входной зажим 1; последовательно соединенные основные резисторы 2.1-2.10; основные ключевые 15

элементы 3.1-3.11; последовательно соединенные дополнительные резисторы 4.1- 4.10; дополнительные ключевые элементы 5,1-5,11; второй входной зажим 6; первый операционный усилитель (ОУ) 7; второй ОУ 20

8; вторые дополнительные элементы 9.19.11.

Соотношение сопротивлений дополнительных резисторов 4.1-4.10 выбрано равным соотношению сопротивлений 25 соответствующих резисторов 2.1-2.10.

Инвертирующий вход ОУ 8 подключен к

оыводу основного резистора 2.10, выход ОУ 8 подключен к выводу дополнительного резистора 4.10 и вторым выводом основного 30 3.11 и дополнительного 5.11 ключевых элементов, неинвертирующий вход и вывод нулевого потенциала ОУ 8 подключены к входному зажиму 6.

Высокоомный магазин сопротивления 35 по схеме фиг.1 работает следующим образом.

При замыкании одного из основных ключевых элементов, например предпоследнего 3.10 и замыкании соответствующе- 40 го дополнительного ключевого элемента 5.10, по цепочке основных резисторов 2.1- 2.9 и замкнутым основному 3.10 и дополнительному 5.10 ключевым элементам от первого входного зажима 1 к второму вход- 45 ному зажиму 6 протекает ток I от внешнего источника.

Одновременно по цепочке дополнительных резисторов 4.1-4.9 через замкнутый ключевой элемент 5.10 протекает 50 выходной ток 1вых7 от выхода повторителя на ОУ 7 к второму входному зажиму 6. обеспечивающий равенство потенциалов между выводами соответствующих резисторов 2.1 и 4,1, в результате чего ток через сопротив- 55 лениеутечкинезамкнутых ключевых элементов 3.1-3.9 отсутствует. Таким образом, «исключается влияние сопротивления утечки разомкнутых ключей на точность ММЭС.

Напряжение между входными зажимами 1 и 6 при включении п резисторов равно

U1-6 1( X R2.I + ГО.п+1 + Гд.п-и) + 1вых.7

Гд.п-М - l ft R2.I + ГО.п+1 + Гд,п+1 (1+ , W

где R2.I - сопротивление 1-й ступени ряда основных резисторов;

го.п+1 и rg.n+1 - сопротивление (п+1)-го замкнутого ключа основного и дополнительного рядов ключевых элементов соответственно.

Следовательно, эквивалентное сопротивление ММЭС равно

вых.7

Ri-e Л Ra.i + ro.n+1 + rg.n+i(1 +

}

)

(2)

Таким образом, установленное на ММЭС значение сопротивления искажается сопротивлением замкнутых основного и дополнительного ключей Го.п-и и Гд.п-м.

ОУВ, включенный с образованием отрицательной обратной связи, своим выходным током Цых.в создает на сопротивлении ключа 5. () такое падение напряжения Us.(n+i) , I вых.а-гд.п-н, которое компенсирует напряжение между точкой соединения резисторов 2.п и 2.(п+1) и входным зажимом б, т.е.

вых fg.n-H U ОЪ.п+1 + Гд.п+l) + 1вых.7-Гд.п+1

(3)

В результате сопротивление ММЭС между входными зажимами 1 и б равно Ri-6:

-$

Ra.i, т.е. свободно от-влияния сопротивления замкнутых основного и дополнительного ключевых элементов. Из (3) следует, что

1вых.8-1(1+Ј)+1вых.7.(4)

ig.n-r I

При г0.гн-1 rg.n+1 в одном изделии целе- сообразно использовать однотипные ключи) получаемч

1вых.8 2I + вых.7.(5)

Поскольку в сопротивление нагрузки ОУВ входят сопротивления дополнительных резисторов 4.(п+1)-4.10 (при замкнутых ключах 3.(п+1) и 5.(п+1), то ОУ 8 должен обладать очень большим коэффициентом усиления, мощным выходом, большим энергопотреблением и т.д.

Чтобы снизить требования к параметрам ОУ 8, следует исключить из сопротивления нагрузки ОУ 8 резисторы 4.1-4.10. Это осуществляется в схеме на фиг.2. При этом сопротивление нагрузки ОУ 8 складывается из сопротивления замкнутых ключевых злементов 5.1-5.11, 9.1-9.11 и сопротивления монтажных проводов.

Таким образом, дополнительный ОУ 8 образует в магазине сопротивлений автоматическую систему компенсации сопротивления замкнутых основного и дополнительного ключевых элементов.

Использование предлагаемого магазина сопротивлений позволяет повысить точность не только в верхней, но и в средней части диапазона сопротивлений ММЭС, где точность влияет как сопротивление утечки разомкнутых ключевых элементов, так и сопротивление замкнутых ключевых элементов.

Формула изобретения 1.Высокоомный магазин сопротивления по авт.св. № 1517124, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения погрешности, вызванной влиянием сопротивления замкнутых контактов ключевых элементов, введен второй операционный усилитель инвертирующий вход которого подключен к точке соединения последнего основного резистора и первым выводом последнего основного ключевого элемента, неинвертирующий вход и выход нулевого потенциала - с вторым входным зажимом высокоомного сопротивления, а выход второго операционного усилителя соединен с

точкой соединения вывода последнего дополнительного резистора с вторыми выводами последнего основного и последнего дополнительного ключевых элементов. 2.Магазин сопротивления по п. 1. о т л ичающийся тем, что выход второго операционного усилителя соединен с точкой соединения вывода последнего дополнительного резистора с вторыми выводами основного и первого дополнительного ключевых элементов, а также соответствующими выводами последовательно включенных дополнительных резисторов через вторые дополнительные соответствующие ключи.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в многозначной мере электрического сопротивления. Высокоомный магазин сопротивления содержит входные зажимы 1 и 6, резисторы 2 и 4, ключевые элементы 3, 5, 9 и операционные усилители 7 и 8. Усилители 8 образуют в магазине сопротивления автоматическую следящую систему компенсации сопротивления замкнутых ключевых элементов 3 и 5. При этом исключается влияние сопротивления утечки разомкнутых ключей на точность магазина сопротивлений. Кроме того, точность достигается путем уменьшения погрешности, вызванной влиянием сопротивления замкнутых контактов ключевых элементов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

2.1 2.1 2.32.9

-Л i MM «4ft

1i J ii у I |57 J3.2 v 13.3 J3. I

Л

4.71 42

15/

5JO . I

J5.2 v US Л

tJO

J3. I

Л

5JO . I 5J7

SJQ Л

Фиг.1