Имитатор электрического сопротивления и проводимости Советский патент 1992 года по МПК G01R27/00 

Фиг.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к имитаторам электрического сопротивления и проводимости.

Цель изобретения - увеличение верхнего предела и повышение точности.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 - таблица зиаче- ний множителей (такого порядка проводимость между зажимами 1 и 2).

Имитатор электрического сопротивления и проводимости содержит первый 1, второй 2 и третий 3 токовые зажи- мы, первую 4 и вторую 5 потенциальные клеммы, цифровой делитель б напряжения Кельвина - Барлея, операционный усилитель 7, магазины 8-10 сопротивлений, канал управления-инфор- нации 11, микропроцессорный блок 12 управления, обработки представления информации с дисплеем 13, первый 14 и второй 15 управляемые мулътирезис- торы, каналы 16 и 17 управления-ин- формации.

Устройство работает следующим образом.

Первый управляемый мультирезистор 14 связан микропроцессорным блоком 12 с каналом 16 управления-информации, по которому соответствующими кодами- командами может быть установлено требуемое значение сопротивления R этого мультирезистора из фяда

10г; Ю3;

Ю5; Ю6;

Ю7;

108: 10Ч

10

о .10 5 10

г

Ом (1)

Второй управляемый мультирезистор 15 связан с микропроцессорным блоком 12 каналом 17 управления-информации, по которому соответствующими кодами- командами может быть установлено требуемое сопротивление R этого мультирезистора из ряда

R2(M-1)R,(2)

где R - входное сопротивление цифрового делителя 6 напряжения; И 1, 10, Ю2, 10Э, 104 - масштабный коэффициент. Работа трехполюсника А 2-з основа на на преобразовании входного сигнала - напряжения V со стороны токовых зажимов 1 и 2 в выходной ток I, со стороны первого токового (базового) зажима 1 при равенстве потенциала третьего токового зажима 3 потенциалу первого токового зажима 1, т.е.

Q

5 0 5

0

5

5

при эквипотенциальное™ зажимов когда выполняется условие

,

0

1 и 3,

(3)

в результате чего в трехполюснике , разности потенциалов - напряжений между двумя остальными парами за- жимов-полюсников 1-2 и 2-3 равны входному сигналу - напряжению V, а именно:

V,. (4) Приложенное к полюсам 2-3 (2-1) напряжение V преобразуется в сигнал U на выходе цифрового делителя 6 напряжения, определяемый по формуле

UVE XTR+tf- V . (5)

Сигнал (5) операционный усилитель 7 повторяет между своим выходом и общим выводом, соединенным с неинвертирующим входом этого усилителя и соответствующим выводом мультирезистора 14, IB результате чего при выполнении условия (3) через сопротивление RI этого мультирезистора и первый токовый зажим 1. будет протекать ток

. ir .ju, (6)

откуда воспроизводимая (имитируемая) между зажимами 1 и 2 техполюсника & (2- з проводимость

-2-3

GH х См,

-1 -1

R 0, х

х;

...

где (, х,... х

if

(7)

.х - нормализованная мантисса; См - масштабный множитель . шкалы (7).

При (1) и(2) показатель Р - целое число из ряда

-4; -5; -6; -7: -8; -9;

-10; -11; -12; -13; -14; -15. (8)

Следовательно, предлагаемое устройство обладает следующим рядом шкал проводимости:

(9)

Си,л. 0, х, хгх3х гЮ

-«

См;

Х Х

.

чз

, X4x4x50-10 3 См;

Си,, x,x40-0 1iTH См; GH( х, См;

С помоцью микропроцессорного бло- ка 12 любую из проводимостей массива (9) можно заменить эквивалентным

сопротивлением .{

(10)

т.е. в конечном итоге массив (9) в соответствии с (10)-можно отобразить, в массив эквивалентных сопротивлений(i

КИ(х,,...х-...хк-10 Ом;15

, ... х ....хК Ю2 Ом;

, ..,х|...хк-10 Ом; (11

I,i

(,..., x-....Хц.Ю Ом;

R x| , x2XjX x 10 Ом; i Ю+ Ом; R, , x..X} 10+ВОм;

t4- f 4

, x2-10 Ом; , -

-л

с пределами от 10 Ом (10 См) до 10и60м ().

Микропроцессорный блок 12 может решать и обратную задачу, т.е. пёр е да требуемых из массива (11) сопротивлений R в эквивалентные провод мости

-1

г п

ии м

(12)

что позволяет предлагаемое устройство использовать не только как многопре- дельную меру электрической проводимости, но и как многопредельную меру сопротивления, с микропроцессорного блока 12 можно на дисплее 13 устано- вить числовое значение требуемого сопротивления:.

,...Xi...x| -10fPOM. (13)

Микропроцессорный блок 12 сам пересчитает по (12) это значение сопротивления (13) в эквивалентную ,проводимость

р

Си.0, х, ...x;...xk-.tO См, (14)

закодирует (14) а отображаюгще. (14) коды-команды по соответствующим ка5

0

5

налам управления-информации доведет до исполнительных органов составных частей предлагаемого устройства, в результате чего это устройство воспроизведет проводимость (14) - сопротивление (13). .

В массивах (9) и (11) представлены неполные множества шкал многопредельной электрической проводимости - сопротивления, поскольку полное их множество, приведенное только для проводимости, гораздо больше, как следует из фиг. 2, где приведены значения масштабных множителей .10 См в зависимости от выбора определенных значений М и сопротивления RI.

20 Формула изобретения

25

30

35

40 45 ;ч

50 .

55

4 -Имитатор электрического сопротивления и проводимости, содержащий цифровой делитель напряжения Кельвина - Варлея, кодовый вход которого соединен с выходом микропроцессорного блока управления, обработки-представления информации, а выход - с инвертирующим входом операционного усилителя, а также первый и второй токовые зажимы и первую и вторую потенциальные клеммы, отличающийся тем, что, с целью увеличения верхнего предела и повышения точности, введены третий токовый зажим, а также первый и второй -управляемые ьгульти- резисторы, экраны которых подключены к общей шине устройства, неинверти- руюгдип вход операционного усилителя соединен ео средней точкой источника питания операционного усилителя и подключен к одному выводу первого управляемого мультирезист ора, другой вывод которого соединен с первым токовым зажимом и первой потенциальной клеммой устройства, к сигнальному входу цифрового делителя напряжения Кельвина-Варлея подключен один вывод второго управляемого мультирезистора, соединенного с второй потенциальной клеммой, а другой вывод второго управляемого мультирезистора подключен к второму токовому зажиму устройства, при этом выход операционного усилителя подключен к общей шине и соединен с третьим токовым зажимом устройства.

Ч

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - увеличение верхнего предела. и повышение точности. Имитатор электрического сопротивления и проводимости содержит цифровой делитель .6 на- пряжения Кельвина - Варлея, микропроцессорный блок 12 управления, обработки - представления информации операционный усилитель 7, первый и второй токовые зажимы 1,2, первую и вторую потенциальные клеммы 4,5. При введении третьего токового зажима 3S магазинов 8 - 10 сопротивлений,. канала 11 управления-информации, дисплея 13, первого и второго управляемых мультирезисторов 14 и 15, каналов 16 и 17 управления-информации увеличится верхний предел и повысится точность. 2 ил. i (Я