Имитатор больших сопротивлений Советский патент 1993 года по МПК H03H11/40 G01R27/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве кодоуправляемой многозначной меры больших сопротивлений,

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения электрического сопротивления и расширение диапазона воспроизводимых сопротивлений.

На чертеже представлена схема имитатора больших сопротивлений.

Имитатор больших сопротивлений состоит из 1 - высоковольтного делителя напряжения (ВДН); 2, 4 - операционных усилителей (ОУ); 3 - управляемого делителя напряжения; 5 - резистора; 6 - управляемого мультирезистора; 7 - электромагнитного экрана; 8, 9, 10 - внешних выводов. . Второй вход высоковольтного делителя 1 напряжения соединен с выходом операционного усилителя (ОУ) 2 и входом управляемого делителя 3 напряжения, первый выход которого соединен с инвертирующим входом второго 4 операционного усилителя и первым выводом резистора 5, второй вывод

00

о

JGJ

ю

iO

которого и выход ОУ 4 соединены с первым выводом управляемого мультирезистора 6, электромагнитный 7 экран которого, неинвертирующие входы ОУ 2, 4, второй выход управляемого делителя 3 напряжения и общая точка питания ОУ соединены с общей шиной и вторым внешним 9 выводом, первый внешний 8 вывод соединен с первым входом высоковольтного делителя 1 напряжения, а третий внешний 10 вывод - со вторым выводом управляемого мультирезистора.

Имитатор больших сопротивлений работает следующим образом.

К измерителю сопротивления устройство подключается внешними выводами 9, 9 и 10 так, чтобы измерительное напряжение было приложено между выводами 8 и 10, причем вывод 8 подключают к высокопотенциальному зажиму, а 10 - к низкопотенциальному зажиму. Вывод 9 соединяют с тем входом измерителя, потенциал которого поддерживается равным потенциалу входа измерителя, к которому подключен вывод 10.

При этом к высоковольтному делителю 1 напряжения (ВДН) будет приложено напряжение Uo, вырабатываемое измерителем. Выходное напряжение ВДН 1

Ui

Uo

М

0)

где DI - напряжение на выходе ВДН 1;

М - коэффициент деления ВДН 1, поступавшие вход ОУ 2, включенного в режиме повторителя напряжения, и повторяется на его выходе. Учитывая, что управляемый делитель 3 напряжения включен в режим преобразования выходного напряжения ОУ 2 в ток, можно записать

, Uo

(2)

где 1уДн - выходной ток управляемого делителя 3 напряжения.

Выходной ток управляемого делителя напряжения 3, протекая через резистор 5, создает на нем падение напряжения

UR5 i5iRb

(3)

му мультирезистору 6, при этом через него будет протекать ток имитатора больших со; противлении

lu У5 Uo Rs Rynp iw RyMp

(4)

где Румр - сопротивление управляемого мультирезистора 6.

0 Воспроизводимое имитатором сопротивление определяется выражением

в -Uo

Kv - -«

Г

(5)

Приняв его во внимание (4), имеем

Rv

UMRyMp

Rs

(6)

5

0

0

5

0

Воспроизводимое имитатором сопротивление, как видно из выражения (6), полностью определяется параметрами узлов устройства и не зависит от входного воздействия,

Предложенное устройство позволяет повысить точность воспроизведения сопротивлений за счет расширения динамического диапазона входных напряжений операционных усилителей с 1 В - в прототипе, до 10 В, а также за счет использования управляемом делителе напряжения токовых ключей. При этом заявленный имитатор дает возможность получить шкалу ° воспроизводимых сопротивлений без существенного начального смещения. Это преимущество получено за счет включения управляемого делителя напряжения вне обратной связи второго операционного усилителя, который используется только в качестве повторителя напряжения. В прототипе управляемый делитель напряжения включен в цепь обратной связи второго усилителя, работа которого в режиме усиления приводит к необходимости ограничения его входного напряжения.

Таким образом, высокая точность имитатора больших сопротивлений и шкала без существенного начального смещения выходного отличают заявленное устройство от аналогов, поскольку полученные преимущества существенно расширяют его область применения.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть ис- пол| зовано в качестве кодоуправляемого магазина больших сопротивлений. Сущность изобретения: имитатор больших сопротивле- ний| содержащий три внешних вывода, высо- ковфльтный делитель напряжения, первый и втобой операционный усилитель, управляемый делитель напряжения, резистор и управ- ляе1йый мультирезистор с электромагнитным экраном, причем первый вход высоковольтного делителя напряжения соединен с первым внешним выводом, а второй его вход с выходом первого операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом высоковольтного делителя напряжения, второй выход управляемого делителя напряжения соединен с общей шиной имитатора больших сопротивлений, к которой подключены второй внешний вывод и электромагнитный экран, причем второй вывод управляемого мультирезистора соединен с третьим внешним выводом, а выход первого операционного усилителя подключен к входу управляемого делителя напряжения, первый выход которого соединен с первым выводом резистора и инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной имитатора, к которой также подключены неинвертирующий вход первого операционного усилителя и общие точки первого и второго операционных усилителей, кроме того, второй вывод резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и первым выводом управляемого мультирезистора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ел С

где URS - падение напряжения на резисторе 5;

RS - сопротивление резистора 5.

Напряжение URS повторяется ОУ 4 на его выходе и прикладывается куправляемо

Формула изобретения 1. Имитатор больших сопротивлений, содержащий три внешних вывода, высоковольтный делитель напряжения, первый операционный усилитель, управляемый делИтель напряжения и управляемый мульти- р|эзистор с электромагнитным экраном, первый вход высоковольтного делителя на- п эяжения соединен с первым внешним выводом, а второй вход - с выходом первого операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом высоко- )льтного делителя напряжения, второй вы)д управляемого делителя напряжения

в

XI

соединен с общей шиной имитатора боль- а их сопротивлений, к которой подключены второй внешний вывод и электромагнитный экран, второй вывод управляемого мульти- рЦистора соединен с третьим внешним выводом, отл ича ющи йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона воспроизводимых сопротивлений, дополнительно введены второй операционный усилитель и резистор, причем выход первого oi юрационного усилителя соединен с входом

управляемого делителя напряжения, первый выход которого соединен с первым выводом резистора и инвертирующим входом второго операционного усилите ля, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной имитатора, к которой подключены неинвертирующий вход первого операционного усилителя и общая точка источника питания операционных усилителей, а второй вывод резистора соединен с выходом второго операционного усилителя и с первым выводом управляемого мультирезистора.

3. Имитатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что резистор выполнен с изменяемыми значениями сопротивления.