Устройство для измерения погрешности отношений сопротивлений Советский патент 1978 года по МПК G01R27/00 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть исиользовано на иредириятиях, выпускающих резисторы, делители и микросхемы.

Известно устройство для оиределеиия относительного отклонения измеряемого сопротивления от номинального значения образцового сопротивления, которое содержит усилитель иостоянного тока, компарируемые сопротивления, источник питания, компеисатор, выполненный в виде усилителя иостоянного тока, о.хваченно1о ()трицател зкой обратно/ связью, и измеритель отношений напряжения. Устройство снабжено двумя парами последовательно соединенных переменного и иостоянного соиротивлений, одна пара включена параллельно источнику питания, а другая - параллельно выходу усилителя постоянного тока, при этом подвижные контакты переменных сопротивлений подсоединены первый к одному из входов измерителя отношения напряжений, к выходу компенсатора и к сопротивлению, обратной связи его, а второй-к входу компенсатора 1. Это устройство измеряет погрешность отношения резисторов только при значении отношеиия, равном единице.

Известен компаратор сопротивлений, содержаш,ий компаратор напряжений на соответствуюш,их узлах компарируемых сопротивлений, каждое из которых включеио в свой изолированный токовый контур и одним узлом электрически замкнуто накоротко на соответствуЮШ.ИЙ одноименный узел другого сонротивлеиия, компаратор изолированных токов. Причем комнаратор изолированных токов выиолнен в виде двух резистивных масштабируюш,их звеньев, включенных в соответствуюш,ие токовые контуры, и по крайней мере одного усилителя, выход которого включен в рассечку одного из контуров, а вход - на потенциальные зажимы масштабирующих звеньев. Свободные потенциальные зажимы масштабирующих звеньев присоединены к трехзажимному измерителю выхода, общий зажим которого соединен с одним из входных зажимов усилителя 2.

Иедостатком известного устройства является ограиичениая возможность измерения погрешности отношений соиротизлеиий совокупности резисторов только по отношению к дапиому соиротивлеиию, причем при изменении этого сопротивления чувствительность устройства меняется, что сужает его функциональные возлюжности. Кроме того, это устройство содержит два резистивных масштабирующих звена и два источника питания.

С целью расширения функциональных возможностей устройство для измерения погрешности отношений сопротивлений, содержащее источник оиорного напряжения, измеряемые

резисторы, основной операционный усилитель, выход которого через резистор обратной связи соединен с входом упомянутого усилителя и ключом, подсоединяемым к задатчику кода и резистивному делителю, а также измеритель выхода, снабжено дополнительным операцлонным усилителем, выход которого связан с резистивным делителем и одним из измеряемых резисторов. Этот резистор подключен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя и через другой измеряемый резистор к первому полюсу источника опорного напряжения и измерителю выхода, который соединен с выходом основного операционного усилителя, а неинвертирующий вход дополнительного операционного усилителя и второй полюс источника опорного напряжения заземлены. В качестве измеряемого резистора, включенного между выходом и инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, использован больший по номиналу.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для измерения погрешности отношения сопротивлений резисторов, выполненная согласно изобретению.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, измеряемые резисторы 2 и 3 и операционный усилитель 4, выход которого связан с резистивным делителем 5 и измеряемым резистором 3. Последний, больший по номиналу, подключен к инвертирующему входу усилителя 4 и через измеряемый резистор 2 к первому полюсу источника 1. Неинвертирующий вход усилителя 4 и второй полюс источника 1 заземлены.

Кроме того, устройство содержит задатчик 6 кода, ключ 7, резистор 8 обратной связи, операционный усилитель 9 и измеритель 10 выхода, который соединен с выходом усилителя 9.

Работа устройства обеспечивает относительное измерение погрешности отношения сопротивлений резисторов 2 и 3. Напряжение, снимаемое с выхода усилителя 9,

U-EКою

К,

где Е - номинальное значение напряжения

источника 1; р

/Со - - контролируемое отношение;

3

/Сон - номинальное значение контролируемого отношения, равное коэффициенту деления, задаваемому задатчиком 6.

На второй вход измерителя 10 поступает номинальное значение напряжения источника 1 и, таким образом, разность напряжений

Ш и -Е Е-ЬК. Ко

Если резистор 2 выбрать образцовым, то разность потенциалов на входе измерителя прямо пропорциональна относительной погрешности резистора 3.

Устройство может быть реализовано на типовых функциональных элементах в интегральном исполнении. Наличие конечного входного сопротивления у измерителя выхода практически :не искажает результата измерения в отличие от мостовых схем и прототипа, так как входное сопротивление измерителя выхода служит нагрузкой источнику опорного напряжения, имеющему малое внутреннее сопротивление, и основному операционному усилителю, включенному по схеме преобразователя тока в напряжение, имеющего также низкоомное выходное сопротивление.

Предлагаемое устройство позволяет измерять как относительную погрешность сопротивлений набора резисторов, если один из измеряемых резисторов поставить образцовым, так и относительную погрещность отношений сопротивлений наборов резисторов, что является основным при интегральной технологии.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения погрешности отношений сопротивлений, содержащее источник опорного напряжения, измеряемые резисторы, основной операционный усилитель, выход которого через резистор обратной связи соединен с входом усилителя и ключом, подсоединенным к задатчику кода и резистивному делителю напряжения, а также измеритель выхода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено дополнительным оиерационным усилителем, выход которого связан с резистивным делителем и одним из измеряемых резисторов, который подключен к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя и через другой измеряемый резистор к первому полюсу источника опорного напряжения и измерителю выхода, который соединен с выходом основного операционного усилителя, а неинвертирующий вход дополнительного операционного усилителя и второй полюс источника опорного напряжения заземлены.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве измеряемого резистора, включенного между выходом и инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, использован больший по номиналу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 411377, кл. G 01R 17/06, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 346636, кл. G 01JR 17/06, 1972.