КОМПАРАТОР СОПРОТИВЛЕНИЙ Советский патент 1972 года по МПК G01R17/06 

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны компараторы сопротивлений с исключением влияния соединительных проводников, позволяющие получать как отношение двух сопротивлений, так и их относительную разность. Компаратор сопротивлений содержит компаратор напряжений на соответственных узлах компарируемых сопротивлений, каждое из которых включено в свой изолированный контур и одним узлом присоединено к соответственному одноименному узлу другого сопротивления и компаратор изолированных токов, выполненньи в виде магнитного компаратора токов.

Результат компарирования находится как отношение токов, соответствующих равенству напряжений на одноименных узлах комиари-руемых сопротивлений, что, в свою очередь, определяется через число витков обмоток магнитного компаратора токов.

Недостаток известного устройства является специфичность технического решения и значительный токовый шум, позв.о..тяЕОший реализовать высокие точности только при измерении относительно низкоомных сонротивлений. Другим недостатком является дискретное уравновешивание, снижающее производительность труда при его выполнении вручную и усложняющее автоматизациЕО.

Для повышения точности измерения относительно высокоомных сопротивлений и повышения производительности труда в предлагаемом устройстве компаратор изолированных токов выполнен в виде двух резистивных масштабируемых звеньев, включенных в соответствующие токовые контуры и, по крайней мере, одного усилителя, выход которого включен в рассечку одного из контуров, а вход -на потенциальные зажимы упомянутых масшта6i рующих звеньев, причем свободные потенциальные зажимы масщтабирующих звеньев присоединены к трехзажимному измерителю выхода, общий зажим которого соединен с одним из входных зажимов усилителя.

Кроме того, для повышения точности посредством оиределения только младших разрядов по измерителю выхода, его общий зажим соединен с потенциальным зажимом масштабирующего звена, не принадлежащим ко входу усилителя.

Для измерения относительной разности,

входные зажимы усилителя присоединены к

упомянутым одноименным узлам сопротивлеНИИ, а измеритель выхода присоединен общим

зажимом к одному из упомянутых узлов.

Схема комнаратора для определения отношения двух сопротивлений с использованием компаратора напряжений на операционном усилителе представлена на фиг. 1, где /-усилитель компаратора к двум соответственным узлам компарируемых сопротивлений 2, 3, причем два других соответственных узла замкнуты накоротко.

Каждое из сопротивлений включено в свой изолированный токовый контур с источниками питания 4 или 5, к одному из которых присоединен выход усилителя 1. Компаратор изолированных токов выполнен в виде двух резистивных масштабирующих звеньев 6, 7, каждое из которых включено в соответствующий контур I и II усилителя 8, выход которого включен в рассечку контура II, а вход - на потенциальные зажимы масщтабирующих звеньев 6, 7, причем свободные потепциальные зажимы масштабирующих звеньев 6, 7 присоединены к трехзажимному измерителю выхода 9, общий зажим которого соединен с одним из входных зажимов усилителя.

Компаратор работает следующим образом.

Компаратор напряжений посредством усилителя / управляет током Iz, устанавливает равенство напрялсений на соответствующих узлах сопротивлений 3 (Ri) и 4 (Rz), т. е.

ад2, .(1) А-А 2/1 Компаратор токов посредством усилителя 8 устанавливает в контуре I такое распределение потенциалов, нри котором входные зажимы усилителя 8 замыкают равнопотенциальные точки контуров I, II. При этом не нарушается относительная изоляция контуров, так как ток через вход усилителя не протекает. На вход измерителя выхода 9 поступают напряжения и на масштабирующих звеньях 6, 7, определяемые относительно входных зажимов усилителя 8. Их отношение2- - 1. г и,/а / в/2 где М - значение меры отношения на масштабируемых звеньях 6, 7. В соответствии с (2) z -.M. Результат компарирования полностью свободен от сопротивления соединительных проводников, а при изменении меры отношения М можно компарировать относительно данного сопротивления Ri совокупность сопротивлений RZ- При ограниченной точности измерителя выхода 9 точность компарирования может быть повышена за счет отсчета по измерителю выхода только части результата, соответствующей младшим разрядам. Для этого общий зажим измерителя выхода 9 соединен с потенциальным зажимом масштабирующего звена 6, не принадлежащим входу усилителя 8, а

компаратор частично уравновешивается мерой отношения М.

Результатом компарирования является сумма отсчетов старших разрядов по мере отношения младших разрядов к измерителю выхода.

Вариант компаратора для определения относительной разности сопротивлений представлен на фиг. 2. С этой целью входные зажимы усилителя 8 присоединены к одноименным узлам сопротивлений 2, 3, ранее электрически замкнутых перемычкой, а измеритель выхода 9 включен общим зажимом к одному из упомянутых узлов. При этом через входные усилителя 8 протекает разность токов / и /2, компенсируемая током выхода усилителя 8. Таким образом

f/7(/l-/2), Ug l2R2Результат измерения

г м(.

(5)

6UaУ

В соответствии с (1)

а

(6)

М 30 35 40 45 50 55 60 При компарировании равноминальных сопротивлении М 1 и 2 - Устройство может быть упрощено посредством использования в качестве измерителя выхода вольтметра или амперметра, если один из токов будет принят в виде масштабного коэффициента, для чего в качестве источника питания 5 должен быть использован калибратор тока. Предмет изобретения 1. Компаратор сопротивлений, содержащий компаратор напряжений на соответственных узлах компарируемых сопротивлений, каждое из которых включено в свой изолированный токовый контур и одним узлом электрически замкнуто накоротко на соответствующий одноименный узел другого сопротивления, и компаратор изолированных токов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения относительно высокоомных сопротивлений и повышения производительности труда, компаратор изолированных токов выполнен в виде двух резистивных масштабирующих звеньев, включенных в соответствующие токовые контуры и, по крайней мере, одного усилителя, выход которого включен в рассечку одного из контуров, а вход - на потенциальные зажимы упомянутых масштабирующих звеньев, причем свободные потенциальные зажимы масштабирующих звеньев присоединены к трехзажимному измерителю выхода, общий зажим которого соединен с од