Устройство для измерения сопротивлений Советский патент 1977 года по МПК G01R17/02 

1

Изобретение предназначено для использования в различных устройствах для измерения сопротивлений, в частности в электроизмерительной технике.

Известны устройства для измерения соп ротивлений, содержащие источник ЭДС, образцовые резисторы, соединенные последовательно с ключами, операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включено по четырехзажимной схеме измеряемо сопротивление и измеритель отношения наь пряжений, первый вход которого соединен с измеряемым сопротивлением l .

При измерении сопротивлений в большом диапазоне в качестве известного сопротивле1тя мсжет использоваться набор образцовых сопротивлений, коммутируемых ключами.

Достоинством схемы является возможность измерения сопротивлений в большом диапазоне значений, причем измеренное значение связано со значением сопротивлений линейным соотношением.

Недостатком схемы является недостаточно высокая точность и наае(ность.

Так, вариация переходных сопротивлений ключей, включенных последовательно с образцовыми резисторакги, вызывает изменение масштаба преобразования и вносит погрешность в результат измерения.

Низкая надежность .схемы обусловлена применением в качестве кдючей электмеханических коммутирующих элементов. Надежность увеличивается при замене их МОП-транзисторами, однако при этом значительно ;увеличивается; погрешность измерений за счет конечных значений сопротивлний замкнутого и разомкнутого состояний ключей.

Лля повышения надежности устройства без снижения точности измерений оно снабжено коммутатором, управляющим блоком и запоминающим устройством, один вывод которого через KOMNiyTaTop подсоединен ко второму входу измерителя отношения напряжений, источнику ЭДС и к образцовым резисторам, а управляющий блок через ключи и коммутатор соединен с другим выводом запоминающего устройства, источником

ЭДС и третьим входом иамервтепя отношегния.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

содержит образцовые резисторы ключи ( всточввк ЭДС 7, измеряемое сопротивпевве в, |вкпючевное по четырех зажимной cxeuBs токовые клеммы 9 и Ю, потенцвальвые клеммы 11 и 12, операииоикый усипвтель 13, заземленный вход

14операпнонвого усилителя, измеритель 15 отношения напряжений, низкопотенциальные выводы 16-16 о6разцовЁ1х резисторов 1-3 соответственно, коммутатор 19, ключи 2028коммутатора, запоминающее устройство

29и управляющий блок ЗО.

Устройство работает следующим образом

При работе устройства на первом пределе измерения блок 30 замыкает ключи 4, 27, 28 и размыкает ключи 5, 6, 26. При отсутствии смешения нуля усилителя 13 достаточно больщом ааоэффициенте его усиления и входном сопротивлении измерителя

15отношения напряжение U г на одном из его входов определяется соотношением где - сопротивление между низкопотенциальным выводом резистора 1()и соединенным со входом усилителя 13 поте циальным выводом измеряемого сопротивл ния 8(Я). Устройство имеет два такта работы. В первом такте ключи 2О и 21 замкнуты а ключи 22-25 разомкнуты. При этом уст ройство 29 через замкнутые ключи 2О и 21 заряжается до напряжения на резистоРе 1(R. Во втором такте ключи , 21 размык ются, а ключи 24 и 25 замыкаются, Уст,ройство 29 подключается ко второму входу измерителя отношения напряжений 15, показание которого м определяется фор- МУЛОЙу .. Таким образом, показание устройства не зависит от значения сопротивления f.

Погрешность, вносимая в результат измерения токами утечки от источника 7 через резисторы 2i 3 и разомкнутые ключи 5, 6, на первом пределе измерения устраняется за счет замыкания низкопотенциаль|ных выводов резисторов 2 и 3 на заземленный вход 14 операционного усилителя аслючами 27 и 28. На остальных пределах измерения устройство работает аналогично. Если, среди резисторов 1-3 имеются низкоомные, и токи, проходящие через ключи 26-28 велики, целесообразно выполнять их на биполярных транзисторах, имеющих наименьшее среди электронных ключей сопротивление замкнутого состояния. В остальных случаях они могут быть выполнены как на биполярных, так и на полевых траизисторHbix.

Таким образом, предложенное устройстВО имеет существенно более высокую точность и надежность при измерении сопротивлений в широком диапазоне измеряемых значений. Формула изобретения Устройство для измерения сопротивлений, содержащее источник ЭДС, образцовые резисторы, соединенные последовательно с ключами, операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включено по че- тырехзажимной схеме измеряемое сопротивление и измеритель отношения напряжений, первый вход которого соединен с измеряемым сопротивлением отличающееся тем, что, с целью повыше1гая надежности устройства без снижения точности измерений, оно снабжено коммутатором, управляющим блоком и запоминающим устройством, один вывод которого через коммутатор подсоединеН:Ко второму входу измерителя отношения напряжений, источнику ЭДС и к образцовым резисторам, а управляющий блок через ключи и коммутатор соединен с другим выводом запоминающего устройс-рва, источником ЭДС и третьим входом иэмерителя отношения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 159224 кл.&О1 Т 27/ОО, 29,03.1963.