Цифровой омметр Советский патент 1978 года по МПК G01R27/00 

I

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в устройствах измерения абсолютных значений сопротивлений, отклонений значений сопротивлений от первоначального I значения, и, следовательно, для преобразования сигналов с датчиков сопротивления в дифровой вид.

Известен цифровой омметр, содержа ций нуль-орган, декадный делитель напряжения, схему управления, счетное устройство, коммутатор. При измерении мaлыk сопротивлений или незначительных прираа4енйй сопрсэтивлений, например при измерении-температуры при помощи терморезисторов, такой омметр имеет сравнительно невысокую точность, что связано, в основном, с Нсшичием остаточных параметров ключевых схем (значительное сопротивление ключей в открытом состоянии, остаточные ЭДС, термо-ЭДС) и значительным изменением их во времени, связанным со старением элементов, изменением температуры и напряжений питания и т.д. Указанные свойства наиболее проявляются у бесконтактных коммутаторов, обладающих наибольшей надежностью и быстродействием. Приме2

нение электромеханических ключей {реле , герконов, шаговых искателей) значительно увеличивает время измерения и, к тому же, из-за наличия хотя и незначительных остаточных параметров в открытом состоянии не позволяет создать приборы высокой точности для измерения малых сопротивлений.

Известен также цифровой мост постоянного тока, содержащий мостовую измерительную цепь, плечо сравнения которой представляет собой магазин проводимостей с транзисторными ключами, имеющими общую точку с вершиной диагонали питания, источник напряжения питания мостовой цепи, нуль-орган и вспомогательные транзисторные ключи; вспомогательные ключи включены через дополнительные резисторы в цепи управления основных ключей; общая точка вспомогательных ключей Через резистор и дополнительный источник напряжения подсоединена к вершине мостовой измерительной

:цепи 2.

Это устройство позволяет существенно умёМЫ11ить влияние остаточных параметров ключей, но не устраняет его полностью, так как напряжение

коллектор-ймиттер основных ключей заьисит от целого ряда факторов, как то: напряжения питания источников напряжения, величины резисторов в цепях базы, харак:еристик транзисторов. Любое изменение хотя бы одного из названных параметров во ,времени (старение элементов) или по температуре неизбежно ведет к влиянию остаточных параметров ключей на точность измерения. Это не только увеличивает погрешность измерения сопротивлений, но и делает устройство непригодным для измерения малых сопротивлений без предварительной его настройки перед каждым измерением, что достаточно трудоемко. Кроме того, устройство содержит удвоенное количество (по сравнению с коммутируемыми резис торами плеча сравнения) ключевых элементов и два дополнительных источника напряжения, т.е. является сложным. с целью повышения точности измерения цифровой омметр, содержащий нульорган, связанный с блоком управления, четыре декады образцовых резисторов, измеряемый резистор, источник- тока и два коммутатора, снабжен дополнительным образцовым резистором, один вывод первой декады образцовых резисторов через последовательно соединенные измеряемый резистор и вторую образцовую декаду подключен к одному входу нуль-органа, один вывод третьей образцовой декады через последователь но соединенные дополнительный образцо вый резистор и четвертую образцовую декаду подключен к другому входу нуль органа, причем, два первых источника тока подключены к соответствующим входам первого коммутатора, третий и четвертый выходы связаны с соответствующими входами второго коммутатора а другие выводы первой и третьей обра цовых декад соединены между собой. На чертеже представлена схема цифрового омметра. Измеряемый резистор 1 включен последовательно с двумя декадами образцовых резисторов 2 и 3. Пи- тайне.указанных элементов осуществляв ется от источника постоянного тока 4 (источника равных токов} через замкну тые контакты коммутатора 5. Образцовы резистор 6 включен последовательно с двумя декадами образцовых резисторов 7 и 8. Питание этих элементов осу ществляется также от источника 4 (вторым током источника равных токов-) через замк нутые контакты коммутатора 9. Свободные выводы резисторов 2 и 7 соединяются с двумя входами нульоргана 10. Выход нуль-органа 10 соеди ияется со схемой управления 11, управ ляющий коммутаторами 5 и 9. Каждый из коммутаторов состоит из двух десятков ключей (электромеханических или электронных) , причем в каждом из устройств замкнут только один контакт. На выходе цепочки резисторов 1, 2, 3 образуется падение напряжения, ранное ,,- Мз), где Pj - сопротивление каждого из резисторов, входящих в декаду 2; Bj - сопротивление каждого из резисторов, входящих в декаду 3; «2 число включенных резисторов й декады 2; w - число включенных резисторов g декады 3. Вторым током Л от источника 4 через коммутаторы 5 и 9 питается вторая цепочка, состоящая из декады резисторов 7 (сопротивление каждого резистора равно B-j) образцового резистора 6 с сопротивлением R, декады резисторов 8 (сопротивление каждого резистора Kg). Образующееся падение напряжения равно TIj 3 ( гдэ rtf - число включенных резисторов Bg декады 7; rtp число включенных резисторов Rg декады 8. Разность напряжений Uj-tlg подается на вход нуль-органа iО,который подает сигнал на блок управления 11 а последний приводит ключи коммутаторов в такое состояние, чтобы Vj-U2-0.. Резистор а ц вводится в схему с целью получения начала отсчета с О или с любой другой начальной отметки. . . .. В KOHl-yp уравновешивания напряжений U| и и2не входят остаточные напряжения ключей устройств коммутации и их остаточные сопротивления. Они находятся за пределами коитура и включены в цепь токов. Для применяемого в схеме цифрового омметра источника двух равных по значению постоянных токов включение или изменение в цепи одного из токов сопротивлений и ЭДС источников помех не нарушает равенства токов, а приводит лишь к изменению их абсолютных значений. В предлагаемом цифрОвом омметре снижаются требования к параметрам ключей устройства коммутации, которые могут иметь значительные сопротивления и остаточные напряжения в открытом состоянии, т.е. представляется возможным использовать надежные, дешевые и простые ключи на полупроводниковых приборах без увеличения погрешности измерения сопротивлений.

Формула изобретения

Цифровой омметр, содержащий нульорган, связанный с блоком управления, четыре декады образцовых резисторов, измеряемый резистор, источник тока и два коммутатора, отличащийся тем, что, с целью повышения точности измерения он снабжен дополнительным образцовым резистором, один вывод первой декады образцовых резисторов через последовательно соединенные измеряемый резистор и вторую образцовую декаду подключен к одному входу нуль-органа, один вывод третьей образцовой декады через последойй ельно соединенные дополнительный образцовый резистор и четвертую образцовую декаду подключен к другому входу нуль-органа, причеМ, два первых выхода источника тока подключены к соответствующим входам первого коммутатора, третий и четвертый выходы связаны соответствуюЩими входами второго коммутатора, а другие выводы первой и третьей образцовых декад соединены между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 427286, кл. О-01 R 13/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР 373634, кл. 01 8 17/02, 1970,