ИМИТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПРОВОДИМОСТИ Советский патент 1972 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известны имитаторы электрического сопротивления и проводимости менее 100 ом, основанные на реализации закона Ома с помощью рычажных переключателей, которые имеют, как правило, переходное сопротивление порядка 1-2 мом, в чем заключается их недостаток.

Для воспроизведения и многоразрядного квантования малых значений электросопротивлений в предлагаемом имитаторе его внутренняя день между двумя токовыми зажимами выполнена в виде двух параллельных цепочек, одна из которых образовала токовой цепью четырехзажимного резистора и одной из ветвей звезды резистивных элементов, представляющей собой магазин проводимостей с законом изменения сопротивления имитатора, а другая - выходом операционного усилителя и второй ветвью резистивных элементов, с законом изменения, обеспечивающим при любом показании магазина проводимостей первой ветви постоянство суммы проводилюстей обеих ветвей, при этом вход операционного усилителя подключена к узлам соединения четырехзажимного резистора и выходу операционного усилителя с ветвями звезды резистивных элементов.

Кроме того, для воспроизведения и многоразрядного квантования больших значений электропроводимости в первой цепочке токовая цепь четырехзажимного резистора соедийена с двухзажимной мерой сопротивления, а во второй - выход операционного усилителя подсоединен к магазину проводимостей.

На фиг. 1 представлен предложенный имитатор электрического сопротивления; на

фиг. 2 - имитатор электропроводимости.

Имитатор (фиг. 1) содержит образцовый четырехзажимный резисторный элемент / с сопротивлением R, операшюнный усилитель 2 с выходным током, трехзажимную звезду резистивных элементов 3 с изменяемыми по закону .UY и (1-|.I)Y проводимостями своих двух ветвей, где |.i - координата шкалы, Y - суммарная проводимость ветвей. На фиг. 1 обозначено: Ti + a - токовые зажимы, Яь Яо-

потенциальные зажимы, / - ток от внешней цепи, и - напряжение холостого хода на зажимах Я и П2 (выходная величина).

Описываемое устройство представляет собой .преобразователь сопротивления RbR, выполненный в виде системы из четырехзажимного образцового рсзисторного элемента - хранителя сопротивлошя R и параллельно ему включешюго через устройство управления (в виде звезды проводимостей) операционного

усилителя, управляемого этим устройством таким образом, что поллчасмое в результате сложении внешнего тока / и компенсирующего тока / операционного усилителя сопротив;1ение данного уетоойетва было требуемой веЛИЧ1Г Ы Л .

В соответетвии с законом Ома вышеупомянутое еон 5отнвл1ение равно

,

.чли, iipi; учете того, что в цепи нред.тагаемого устройства напряжение U- R(l-/), данное сопроттшление имеет вид:

(1)

7 : / (1 -///),

Используемый в составе имптатора сопротивления операционный усилитель является фупкциопальцым элементом, который вне зависимости от конфигурации, внешней по отношению его цепп, развивает на своем выходе такой компенсирующий ток /, что напряжение на входе этого элемента .

В результате этого в управляющем устройстве - двухлучевой звезде проводимостей иу и (1-}.I)Y реализуется равенство //(1-1) :(/-)/ц Y откуда

(2)

(1 - ///) Р

После нодстановки (2) в (1) получается искомое уравнепие щкалы R ..R, где R - сопротивление описываемого имитатора;R -- сопротнвление опорного резисторпого элемента /;

.U - показание отсчетпого устройства (шкалы) имитатора.

В качестве хранителя исходной образцовой велнчнн1 1 сонротпвлепия можпо взять любую из имеющихся Стандартных катушек электросопротнвлеппя 100; 10; 1; 0,1; 0,01; 0, 0,0001 O..U. При этом показание ц может быть любым в пределах от 0,00001 до 1,0 (нять декад Е5 плече цу).

Устройство обеспечивает возможность устапова Б значении R любого количества цифр, огралцчиваемого лишь реализуемой степенью достоверности последпей цифры.

1J имитаторе электропроводнмоети (фиг. 2) устройство управления 4 вьшолнено из 3.1 - :,1еры сопротивления г и 3.2 - магазина проводимости , где 1.1 - координата шкалы, 7 - полная проводимость магазина.

Имитатор электропроводности выполнен так, чтобы получаемая в результате сложения внешнего тока / и компенсирующего тока / операционного усилителя электропроводимость имитатора была требуемой величины G.

того, что в цепи устройства

или, нри учет( нанряжепие

U R (,

(4)

Используемый в составе имитатора электропроводн: шсти операционный усилитель 2

является функциональпым э ементом, который вне завиеи.мости от конфнгурации, внешней по отношению его цепи, развивает па своем выходе такой колшенсирующий ток /, что пацряжепне на входе этого элемента

AL 0. В результате этого в управляющем устройстве 3 реализуется следующее соотношение

(/- ),(5)

откуда

+ (-).(6)

После цодстано;зк11 (6) в (4) получим: G .-. (1 + Г-,-;.),(7)

Используя в качестве храи 1теля трапеформпруемой исходной образц,овой величины сопротивления R (пли нроводпмости ) имеющиеся стандартные из:ме1:)ительные «атущки

сопротивлепия 100 10; }; 0; 0,1; 0,01; 0,001; 0,0001 ом плп другие устройства подобного типа, можпо создать серпю или один упиверсальный магазин проводимости от 10 до 1 и далхе 0,001 мо (сименса).

Полезным свойством предлагаемого устройства, помимо возможности воспроизведения значений электропроводимости, является и то, что этп значения могут иметь любое количество значащих цифр, ограничиваемое лишь избранной степенью достозерностн реализации последней из этих циф|).

П р е д м е т изобретен п я

1. Имитатор электрического сопротивления и проводимости, содержаш,пй четырехзажимкый резистор с токовььми и потен.цпальными зажимами, операционный ус1лнтель и трехзажпмную звезду резистивпых элементов, огличающийся тем, что, е целью воспронзведепня и многоразрядного кваптования малых значений электросопрот1-1влен -ш, его В1 утренняя цень меичду двумя токовыми зажимами выполнена в виде двух параллельных цепочек,

одна из которых образована токовой цепью четырехзажпмното резистора и одпой из ветвей звезды резистивпых элементов, представляющей собой магазин проводимоетей с законом изменения сопротивления имгггатора, а

другая - выходом операционного уснлителя н BTOpoii ветвью резиетизных эле:Лентоз е законом изменения, обеспечизающнм HDH любом цоказанин магазина нроводнмостей первой ветви 1Еостоя1;Ство суммы но(:)вод1гмостей усилителя подключен к узлам соединения четырехзажимного резистора и выходу операционного усилителя с ветвями звезды резистивных элементов. 2. Имитатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью воспроизведения и многоразрядно/7,0

V0 - // го квантования больших значений электропроводимости, в первой цепоч ке токовая цепь четырехзажимного резистора соединена с двухзажимной мерой сопротивления, а во второй - выход операционного усилителя подсоединен к магазнну проводимостей.

-&