Многозначная мера электрической проводимости - сопротивления Советский патент 1992 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для изготовления четырехзажимных многозначных мер электрической проводимости-сопротивления.

Целью изобретения является расширение пределов и увеличение количества показаний при обеспечении их высокой точности и расширения диапазона мощностей рассеяния.

. На чертеже приведена структурная схема устройства.

Многозначная мера электрической проводимости - сопротивления содержит магнитный компаратор 1 токов (МКТ), первый и второй входные токовые зажимы 2 и 3, первый и второй выходные зажимы 4 и 5, первый и второй операционные усилители 6 и 7, первый, второй и третий образцовые че тырехзажимные масштабные мультиплексоры (ОЧММ) 8-10, четырехполюсный переключатель (ЧП2П) 11 на два положения, первый потенциальный зажим первого ОЧММ 8 соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя б, второй потенциальный зажим первого ОЧММ 8 соединен с первым потенциальным зажимом второго ОЧММ 9, второй потенциальный зажим второго ОЧММ. 9 соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 6, первый токовый зажим первого ОЧММ 8 соединен с первым входным токовым зажимом 2, второй токовый зажим первого ОЧММ 8 соединен с вторым входным токовым зажимом 3, первый токовый зажим второго ОЧММ 9 соединен с общим выходом первого операционного усилителя 6, выход первого операционного усилителя 6 соединен с выводом первого подвижного контакта четырехполюсного. переключателя 11, второй токовый зажим второго ОЧММ 9 соединен с выводом второго подвижного контакта четырехполюсного переключателя 11, вывод третьего подвижного четырехполюсного переключателя 11 соединен с первым токовым зажимом третьего ОЧММ 10, первый потенциальный зажим третьего ОЧММ 10 соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя 7, вывод четвёртого подвижного контакта четырехполюсного переключателя 11 соединен с выходом МКТ 1, неинвертирующий вход и общий выход второго операционного усилителя 7 соединены с первым входом МКТ 1 и первым выходным зажимом 5, второй токовый зажим третьего ОЧММ 10 соединен с вторым выходным зажимом 4, второй потенциальный зажим третьего ОЧММ 10 соединен с

выходом второго операционного усилителя 7, выводы первого и второго неподвижных контактов четырехполюсного переключателя 11 соединены с вторым входом МКТ 1, выводы третьего и четвертого неподвижных

контактов четырехполюсного переключателя 11 соединены с третьим входом МКТ 1, выводы пятого и шестого неподвижных контактов черырехполюсного переключателя 11 соединены с четвертым входом МКТ 1,

выводы седьмого и восьмого неподвижных контактов четырехполюсного переключателя 11 соединены с пятым входом М КТ1, вход управления первого ОЧММ 8 соединен с первым каналом 12 управления информацией, вход управления второго ОЧММ 9 соединен с вторым каналом 13 управления информацией, вход управления третьего ОЧММ 10 соединен с третьим каналом 14 управления информацией, вход управления

четырехполюсного переключателя 11 соединен с четвертым каналом 15 управления информацией, магнитный компаратор 1 токов выполнен в виде генератора 16 возбуждения, детектора 17 баланса ампер-витков

(ДБАВ), первой и второй обмоток 18 и 19 возбуждения, индикаторной обмотки 20, регулируемой разрядной обмотки 21 (РРО), регул и руемой подстроечно-процентной обмотки 22 (ППО), первый вход управления.

МКТ 1 соединен с пятым каналом 23 управления информации, второй вход управления МКТ 1 соединен с шестым каналом 24 управления информации, третий вход управления МКТ 1 соединен с седьмым каналом 25 упраеления информации.

Работа заявляемого устройства основана на преобразовании тока I от внешней цепи, поступающего в устройство через токовые зажимы 2 и 3, в напряжение U между

0 потенциальными зажимами 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

К зажимам 2 и 3 подключают внешнюю цепь - источник (не показан) рабочего тока I устройства. Этот ток I, протекая через 04ММ 8, создает между его потенциальными зажимами разность потенциалов Ui, равную падению напряжения на сопротивлении RI от тока I

Ui IRi.(1)

Реагируя на сигнал (1), ОУ 6 так устанавливает величину своего выходного тока И, что падение напряжения от последнего на сопротивлении На ОЧММ 9 становится равным сигналу (1), т.е.

llR2 Ui l Ri;(2)

откуда следует, что

h .(3)

При указанном на чертеже включении полюсов ЧП2П 11 в первое положение вы- ходной ток И ОУ 6, протекая через ППО 22, создает в сердечниках МКТ 1 магнитодвижущую силу МДС, которая с помощью ДБАВ 17 с выходным током компенсируется встречной МДС, создаваемой РРО 21, через которую протекает ток 12.

Ток 2 определяется из равенства ампер-витков в ППО 22 и РРО 21

-1-1 Wnno l2 Wppo,(4)

где Н, 2 - токи соответственно в ППО 22 и РР021.

Wnno. Wppo - количество витков соответственно ППО 22 и РРО 21.

Из (4) следует, что

12 И. Wnno Wppo. (5)

Выражение (5) при учете (3) преобразуется к виду

2 -Ri Rz1.(6)

Ток 12, поступая на вход ОУ 7 с сопротивлением Ra ОЧММ 10 в цепи обратной связи данного ОУ, приводит к появлению на выходе этого ОУ между зажимами 4 и 5 напряжения U (в соответствии с принципом работы ОУ, охваченного цепью отрицательной обратной связи), равного падению на- пряжения на сопротивлении Рз от тока 12,

U l2R3 l Ri R21R3.(7)

РРО 21 МКТ имеет поразрядное управление числом витков РРО,

WpPo 0,Xi,..., ,(8)

где Wi - сумма витков всех разрядов РРО 21;

XiXi,..., X - показания разрядов 1-го,..., i-ro7-го разрядов РРО 21, соответствующие следующим количествам включенных витков РРО 21: 0, XiWi...... 0,0...

XiWi; 0,0... .

ППО 22 (МКТ) имеет управляемые каналы 23 и 25 управлений информацией (КУЙ), подстроечную и процентную части, т.е. число витков Wnno может быть частично изменено в соответствии с уравнением

Wnno W2(1±XiYi,Y2, Уз.), (9) где W2-число витков ППО 22 при Х 0и YI. Y2, Уз 0:

+ X - возможное относительное изменение числа витков Wnno по отношению W2 при подстройке МКТ 1 в процессе калибровки устройства;

Yi, Ya, Уз - показания 1 - 3-го разрядов процентной части ППО.

После представления (7) в виде

I/U RV R2 Rj1 WPPO Wnno

Си,(Ю)

где Си - имитируемая (воспроизводимая) устройством проводимость, и подстановки в (10) взамен Wppo и Wnno их значений согласно (8) и (9), получим, что проводимость

Си R2 Ri1 Wi Wj1 x

xO. XiXiXT (1 ±X±

+ Yi, Y2,Y3 10HT1.00

Перевод устройства с работы в режиме воспроизведения проводимости в режим

воспроизведения сопротивления Rn 0,XiХ-Х7 ЮК-ОМ.(1 -Yi, Ъ, Уз-10

(12)

где 10К RIH R2H RSH 1 - масштабный коэффициент шкалы (-12);

К- целое число (или нуль), производится переключением полюсов ЧП2П 11 с первого положения во второе с помощью КУЙ-15.

Работа устройства при воспроизведении сопротивления аналогична работе при воспроизведении проводимости.

Формула изобретения

Многозначная мера электрической проводимости - сопротивления, содержащая магнитный компаратор токов, первый и второй входные токовые зажимы и первый и второй выходные зажимы, отличающая- с я тем, что, с целью расширения пределов и увеличения количества показаний при обеспечении их высокой точности и расширения диапазона мощностей рассеяния, в нее введены первый и второй операционные усилители, первый, второй и третий образцовые четырехзажимные масштабные мультирезисторы (ОЧММ) и четырехполюс- ный переключатель на два положения, причем первый потенциальный зажим первого ОЧММ соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, второй потенциальный зажим первого ОЧММ соединен с первым потенциальным зажимом второго ОЧММ, второй потенциальный зажим второго ОЧММ соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, первый токовый зажим первого ОЧММ соединен с первым входным токовым зажимом, второй токовый зажим первого ОЧММ соединен с вторым входным токовым зажимом, первый токовый зажимвторо- го ОЧММ соединен с общим выходом первого операционного усилителя, выход первого операционного усилителя соединен с выводом первого подвижного контакта четырехполюсного переключателя, второй токовый зажим второго ОЧММ соединен с выводом второго подвижного контакта четырехполюсного переключателя, вывод третьего подвижного контакта четырехполюсного переключателя соединен с первым токовым зажимом третьего ОЧММ, .первый потенциальный зажим третьего ОЧММ соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, вывод четвертого подвижного контакта четырехполюсного переключателя соединен с выходом магнитного компаратора токов (МКТ), неинвертирующий вход и общий выход второго операционного усилителя соединены с первым входом МКТ и первым выходным зажимом, второй токовый зажим третьего ОЧММ соединен с вторым выходным зажимом, второй потенциальный зажим третьего ОЧММ соединен с выходом второго операционного усилителя, выводы первого и второго неподвижных контактов четырехполюсного переключателя соединены с. вторым входом МКТ, выводы третьего и четвертого неподвижных контактов четырехполюсного переключателя соединены с третьим входом МКТ, выводы пятого и шестого неподвижных контактов четырехполюсного

переключателя соединены с четвертым входом МКТ, седьмой и восьмой выводы неподвижных контактов четырехполюсного переключателя соединены с пятым входом МКТ, вход управления первого ОЧММ соединен с первым каналом управления информацией, вход управления второго ОЧММ соединен с вторым каналом управления информацией, вход управления третьего ОЧММ соединен с третьим каналом управления информацией, вход управления четырехполюсного переключателя соединен с четвертым каналом управления информацией, магнитный компаратор токов выполнен в виде генератора возбуждения,

детектора баланса ампер-витков, первой и второй обмоток возбуждения, индикатор-, ной обмотки, регулируемой разрядной обмотки, регулируемой подстроечно-про- центной обмотки, первый вход управления

МКТ соединен с пятым каналом управления информации, второй вход управления МКТ соединен с шестым каналом управления информации, третий вход управления МКТ соединен с седьмым каналом управления

информации.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для изготовления четырехзажимных многозначных мер электрической проводимости - сопротивления. Цель изобретения - расширение пределов и увеличение количества показаний при обеспечении высокой их точности и увеличении диапазона мощности рассеивания, которая достигается за счет