Цифровой измеритель сопротивлений Советский патент 1979 года по МПК G01R17/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использо-ч вано Б цифровых, а также в других приборах с многоразрядным дискретным отсчетом измеряемого сопротивления. Известны измерители сопротивлений с мостовой измерительной схемой. В одном из них с целью сокращения времени измерения вход сравнивающего устройства (СУ) периодически закорачивается. Однако введением коммутирующего устройства, периодически закорачивающего СУ, не достигается значительного сокращения времени измерения, так как при этом изменяется ток через измеряемое сопротивление и, таким образом, существенно вляя ние переходных процессов l. Наиболее близок к предлагаемому одинарный мост, в котором плечо сравнения, как и в данном цифровом измерителе сопротивлений, выполнено в В1ще магазина проводимостей. Применение магазина про- водимостей позволяет сутиествеино снизить влияние термо-ЭДС и переходных сопротивлений в коммутирующих устройствах 2. Недостаток известного измерителя сопротивлений заключается в том, что малое время измерения может быть достигнуто только при применении сравнивающего устройства с бесконечно большим входным сопротивлением и нулевой входной емкостью. Практически эти требованиявыполняются очень приближенно и усложняют устройство. Большое входное сопротивление приводит к низкой помехозйщищенностк СУ. Цель изобретения - повышение быстродействия, помехозащищенности и чувствительности измерительной схемы цифрового измерения сопротивлений. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель сопротивлений, содержащий два постоянных резистора, магазин проводимостей, зажимы для подклю- чения измеряемого резистор и сравнивающее .устройство, введены два дифференциальных усилителя и источник опорного напряжения соединенный одним выводом со входами диффереьщиальных усилителей, выход одного из гдэторых соединен с выводом сравнивающего устройства и измеряемым резистором, а выход другого дифференциального ус1иителя соединен со вторым выводом .сравнивающего устройства и первым постоянным резистором При этом второй вход первого дифферен.циалыгого усилителя соединен с измеряе- мым резистором и вторым постоянным ре :зистором, а ВТО рой Вход другого дифференциального усилителя соединен с первым посто™ янным резистором и магазином проводимоетей, причем второй вывод источника опор ного напряжения соединен со вторым постоянным резистором и магазином проводи мостей. На чертеже представлена функциональная схема описываемого цифрового изме«рителя сопротивлений. Схема содержит постоянные плечи моста, образова1тые резисторами 1 и 2, плечо сравнения (магазин проводимост-ей) 3, сравнгтающее устройство 4,источник опорного напряжения 5 и два дифференци альных операционных усюштеля 6 и 7.Ре зисторы 1 и 8 питаются выходным напряжением операционного усшителя 6,а ре зистор 2 и магазин проводимостей 3 - о операцгонного усилителя 7.. При равновесш моста оба зажима сра ншающего устройства 4 эквипотенциальны т е. на входе сравнивающего устройства напряжение отсутствует. При этом сопротивления плеч моста удовлетворяют соотношениюХ где Т, измеряемое сопротивление; V2 - сопротивление постоянных .плеч моста (резисторов 1 и 2); Y- проводимость плеча моста (магазина проводимоотей 3), При измерении измеряемого сопротивпения Rv, на абсолютную величину ч( Н -т или относительную величину ..,. нимаемое сравнивающим устройством 4, определяется соотношением ди--и,(., .Сопоставление уравнения (1) с ана. логичным соотношением для обычного оди

и вторым постоянным резистором, а второй вход другого дифференциального уси78нарного моста показывает, что при fn 1 чувствительность предложенного устройства вдвое выше. При уравновешивании схемы ток через измеряемое сопротивление не меняется, а поэтому высокая помехозащищенность легко обеспечивается вютючением фильтра на выходе дифференциального усилителя 6. По этой же причине обеспечивается и вы сокое быстродействие. Выбор относительно низкоомных плеч позволяет устранить наводимые на них помехи. Выходное сопротивление схемы, равное сумме выходных сопрот ивлений дифференциальных усютителей 6 и 7, чрезвычайно мало (сотые или даже тысячные доли Ома) и, таким образом, облегчаются требования к сравнивающему устройству в отнощении величины его вх;одного сопротивления и помехозащищенности. Сравнительный анализ по1сазывает, что чзвствительность по напрткению предложенного измерителя сопротивлений по крайней мере вдвое выше, а время измерения сокращается во столько же раз, . сколько тактов (шагов)используется для фавновешивании схемы. Если отсчетное устройство, например, имеет пять знаков отсчета, и уравновешивание происходит по Двои-пдо-десятичному коду за 2О тактов (шагов), время измерения сокращается в Формулаизобретения Цифровой измеритель сопротивлений, содержащий два постоянных резистора, магазин проводимостей, зажимы для подключения измеряемого резистора и сравН1шаюЩее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости при одновременном повышении чувствительности, в него введены два дифференциальных усилителя и источник опорного напряжения, соединенный одним выводом со входами дифференциальных усилителей, выход одного из которых соединен с одним выводом устройства и измеряемым резистором, а выход другого дифференциального усилителя соединен со вторым выводом сравнивающего устройства и первым постоянным резистором, при этом второй вход первого дифференциального усилителя соединен с измеряемым резистюром

пителя соединен с первым постоянным резистором и магазином проводимостей, прячем второй вывод источника опорного напряжения соединен со вторым постоянным резистором и магазином проводимостей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тенлннский А. М. Мосты для йзме рення высокоомных сопротшленнй и малых постоянных токов. Л, Энергия, 1970, с.59.

2.Нетребенко К. А. Цифровые автоматические компенсаторы. М-Л,, ГЭИ„ 1961 с.-129.