Устройство для измерения приращения сопротивления. Советский патент 1991 года по МПК G01R27/00 

I-ГП--о

У

1

Ъш

3

ww

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении малых изменений сопротивления. Целью изобретения является повышение быстродействия без снижения точности измерения. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, токостабилизирую- щий элемент 2, резистивный датчик 3, выходные клеммы 4, операционный усилитель 5, компаратор 6, RS-триггер 8, блок 7 запоминания напряжения, элемент 9, счетчик 10, цифро-аналоговый преобразователь 11 и тактовый генератор 12. 3 ил.

ON VI СЛ XI Ю СЛ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях малых приращений сопротивлений резисторов.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства без ухудшения точности измерения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма изменения напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя; на фиг. 3 -диаграмма изменения напряжения на выходе устройства.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, токостабилизирующий элемент 2, резистивный датчик 3, выходную клемму 4, операционный усилитель 5, компаратор 6, блок 7 запоминания напряжения, включающий RS-триггер 8, элемент И 9, счетчик 10, цифроаналоговый преобразователь 11 и тактовый генератор 12.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени ь на выходе RS-триггера 8 и на выходах счетчика 10 установлен низкий потенциал, а на выходе преобразователя 11 - потенциал общей шины, поэтому на неинвертирующем входе операционного усилителя 5 и благодаря глубокой отрицательной обратной связи на его инвертирующем входе установится также потенциал общей шины (фиг. 2, интервал to - ti). Ток

lo Ко Uo.

где Ко - коэффициент передачи токостаби- лизирующего элемента 2;

Uo напряжение источника 1 опорного напряжения,

создает на резистивном датчике 3 падение напряжения (фиг. 3, интервал to - ti)

UR° lo Rx°,

где Rx° - начальное сопротивление рези- сторного датчика 3, которое действует и на первом входе компаратора 6, поддерживая на его выходе уровень логического нуля.

В момент времени ti запускающим импульсом с входной клеммы RS-триггер 8 ус- танавливает -по входу в единичное состояние. При этом импульсы с тактового генератора 12 поступают через элемент И 9 на вход счетчика 10, выходной код которого начинает изменяться от нуля до значения, при котором линейно-повышающееся ступенчатое напряжение на выходе цифроана- логового преобразователями, тем самым и

на инвертирующем входе операционного усилителя 5, не станет равным (фиг. 2, интервал t2 - ti). Одновременно по такому же закону уменьшается до нуля напряжение на

выходе (клемма 4) устройства (фиг. 3, интервал tz - ti). В момент равенства нулю выходного напряжения на выходе компаратора 6 становится высокий уровень, RS-триггер 8 по выходу устанавливается в нулевое состояние, что блокирует прохождение импульсов на вход счетчика 10. Таким образом, в момент времени t2 на выходной клемме 4 устанавливается нулевое напряжение, а на выходе цифроаналогового преобразователя

11 напряжение, пропорциональное Rx°. Если в момент времени t2 сопротивление ре- зистивного датчика 3 начинает изменяться, то на выходе 4 устройства появляется напряжение (фиг. 3).

-ARx.

где A Rx - изменение значения напряжения резистивного датчика 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет использовать его при массовом измерении таких параметров резисторов, как температурный коэффициент сопротивления и временная стабильность сопротивления при повышенных температурах эксплуатации. Кроме того, исключается необходимость в дополнительном источнике питания, а также снижается влияние сопротивления соединительных

проводов связи резистора благодаря высокому выходному сопротивлению токостаби- лизирующего элемента и высокому входному сопротивлению операционного усилителя.

Формула изобретения

Устройство для измерения приращения сопротивления, содержащее источник

опорного напряжения, первый выход которого соединен с общей шиной, операционный усилитель, выход которого соединен с его инвертирующим входом и первой клеммой для подключения резистивного датчи0 ка, вторую клемму для подключения резистивного датчика, соединенную с выходом устройства и выходом токостабилизиру- ющего элемента, вход которого соединен с вторым выходом источника опорного напря5 жения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены компаратор и блок запоминания напряжения, включенный между выходом компаратора и неинвертирующим входом

усилителя, первый вход компаратора соеди- мента, а второй вход компаратора соединен нем с выходом токостабилизирующего эле- с общей шиной.

t

7 WV

Фие.2