Компаратор отношений сопротивлений Советский патент 1979 года по МПК G01R27/00 

. Изобретение относится к технике измерения параметров резисторов и де лителей напряжений. Известен компаратор сопротивлений содержащий ксмпарируемые сопротивления, каждое из которых включено в свой изолированный токовый контур, и компаратор изолированных токов, выпо ненный в виде двух резистивных маещтабирующих звеньев l . . Недостатком такого устройства является невозможность измерений отношения сопротивлений и их относительной разности. Известно также устройство для измерения сопротивления и их отношения содержаццее основную токовую цепь из источника питания, последоватёль нр соединенного с переменным резисторе и двумя измерительными резисторами, дополнительную токовую цепь, аналоги ную основной, два переключателя и потенциальную цепь из двух мер напря жения и конденсатор 2. Недостатком этого устройства явля ется невозможность измерения относительной разности отношений сопротивлений и относительной погрешности от ношений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.. Это достигается тем, что в компаратор отношений сопротивлений , содержащий регулируемый источник напряжения, выход которого соединен с входными клеммами, коммутатор, два входа одного из направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направления соединен с входом компенсатора, введены образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопозиционный переключатель и операционный усилитель, при этом задатчик кода соединен с входе регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен со вторым выходом коммутатора, третий вход одного из направлений которого . соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отноше- . НИН сопротивлений, вход которого подключен к входным клеммам, а выход его соединён с третьим входом ксм татоpa другого направления, два входа которого соединены с соответствующими Выходными клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходом регулируемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу компенсатора, а также тем, что регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения, выход которого соединен с второй выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистив ныйделитель напряжения, аналоговый, ключ и операционный усилитель с ре зйсторсзм в его цепи обратной связи подключей к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с входной клеммой, а -также тем, что блок задания масштаба содержит резистивный делитель напря:,жения, выход которого соединен с выходной клеммой, а вход его через ана логовый ключ соединен с входной клем мой, причем управляющий вход аналого вого ключа соединен с выходом задатчика масштаба, а также тем, что компенсатор содержит элемент сравнения, выход которого соединен с входом регистрирующего устройства и с входом цифроаналогового преобразователя, а первый вход элемента сравнения- подключен к входной клемме, а второй ег вход соединен с:первым выходом цифроаналогового преобразователя, второ вход которого соединен со входной клеммой. На чертеже предст,авлена электрическая схема, компаратора отношений сопротивлений,. Устройство содержит регулируемый источник напряжения, выполненный в виде цифроаналогового пpeoбpaзoвaтe ля (ЦАП) 1, автономный источник напряжения 2, основной резистивный делитель 3, Зсшатчик кода 4, аналоговые ключи 5, основной операционный усилитель б, резистор обратной связи 7, блок задания масштаба 8,. задатчик масштаба 9, ан алрговые ключи 10, до НоЛнйтельный резистивйый делитель 11 коммутатор 12, дополнительный усйлитель 13, переключатель 14, компенсатор 15, включающий в себя элемент сравнения 16 и цифроаналоговый преоб разователь 17 (ЦАП), регистрирующее устройство 1|В, и образцЬвоё регулиру мое отношение 19,, Устройство позволяет измерить относительную разность отноиений резис торов Т j, или разность отношений резисторов, В режиме измерения относительной двух отношений устройство работает в два такта (или ±- мости от числа положений коммутатора 12), соответствующих двум положениям 14 коммутатора 12. При увеличении -числа отношений резисторов, сравниваемых с данным отношением , на единицу, число тактов соот- етственно увеличивается также на единицу. На первом такте, когда коммутатор 12 находится в положении ±, производится регулировка компаратора на отношение ffl/Kaf относительно которого производится компарирование отношения других отношений. При этом компенсатор 15 работает в режиме нульоргана (для чего, все аналоговые клю4и ЦАП 17 должны быть подсоединены к входному зажиму компенсатора, соеди- . ненномУ с выходом дополнительного операционного усилителя 13). При на выходе дополнительного операционного усилителя 13 возникает сигнал .гдеицогщ - напряжение на вЬгходё ЦАП1, а на выходе блока 8 задания масштаба, у которого коэффициент передачи напряженияНр источника 2 устанавливается равным М,напряжение равноИд г ми g . При их неравенстве на выходе элемента сравнения индицируется сигнал, который свидетельствует о необходимости регулировки напряжения11цдп J на выходе ЦАП1 с помощью задатчика 4 кода так, чтобы вы-i MU, ПОЛНИЛОСЬ равенство: цап 1 -п ойз ко... . . г торого, следует, что . следующем такте коммутатор 12 устанавливают в положение При этом на вход компенсатора поступает разность напряжений 1цап,-п. mTf 1, которая измеряется компенсатором 15, с регулируемым коэффициентом передачи К делителя ЦАП 17, то есть получим;.- 1/12 И в регистрирующем устройстве 18 получим отсчет (с учетом масштаба М 10 , блока задания масштаба, являющегося эквивалентом входного устройства цифрового вольтметра) .(пм) И в общем где UQ- внутреннее эталонное .напряжение компенсатора. С целью получения информации о со отношении отношений R./R . переключатель 14 переключается из и ходного положения в положение 2 соединенное с неинвертирующим.входом дополнительного операционного усилителя 13. При этом напряжение на выходе дополнительного операционного Ra/T усилителя 13 МИл измеряется ксм - S пенсатором 15, КИд гистрирующем устройстве 18 получим отсчет .к.«. При этом же положении переключате ля 14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и образцовое отношение с коэффициентом отношения К,. и регулируя его до равенства MlIo получим на образцовом отношении информацию об отношении Т / Т 2 г йсшйчие конечного входного сопротивления у компенсатора практически не искажает результат измерения в от личие от мрстовых схем и прототипу так как выходное сопротивление допол нительного операционного усилителя 13., включенного по схеме преобразова теля тока в напряжение, имеет малое выходное сопротивление, а выходное сопротивление схемы задания масштаба либо точно известно и может быть учтено, либо может быть уменьшено вклю чением буферного усилителя. К ЦАП 1 не предъявляются требования линейности и точности, а только требование плавности запоминания с точностью квантований, что легко обеспечить. Напряжение, с,нимае мое с источника .2, является вспсмога тельной величиной, значение которой не входит в результирующие выражен1|гя а к его стабильности требова:ний непредъявляется, Формула изобретения Компаратор отношений сопрбтивлений содержащий регулируе1)Шй источник напряжения, выход которого соединен с входными клэ(мами, коммутатор, два входа одного из направлений которого соединены с соответствующими уз ловыми входными клетлмамн, а первый выхоя другого его направления соединен с вводом компенсатора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширег

661411 ния функциональных возможностей, в него введены.образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопозиционный переключатель и операционный усилитель, при этом задатчик кода соединен с входом регулируемого источника напрйжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен со вторым выходом кс 1мутатора, третий вход одного из направлений которого соединен ;.с узлом соединения резисторов образцовоуо регулируемого отношения сопротивлений ,вход которого подключен к входным клеммам, а выход его соединен с третьим входс(м коммутатора другого направления, два входа которого соединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходом регулируемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу компенсатора. 2. Компенсатор по п. 1, о т л ичающийся тем/ что .регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения, выход которого соединен с второй выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, аналоговый ключ и операционный усилитель с резистором в его цепи обратной связи подключен к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с входной клеммой. Д. Компараторпо п, 1, отличающийся тем, что блок задаНИН масштаба содержит резистивный делите 1Ь напряжения, выход которого соединен, с выходной клеммой,а вход его через,аналоговый ключ соединен с входной клолмой, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом задатчика масштаба. 4, Компаратор по п. 1, о т л и ч ающи йс я тем, что компенсатор содержит элемент сравнения, выход которого соединен с входом регистрируюего устройства и с входом цифроанаогового преобразователя, а первый ход элемента сравнения подключен к ходной клемме,а второй его вход оединен с первым выходом цйфроаналоового преобразователя, второй вход оторого соединен со входной клеммой. Источники информации, принятые во нимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 404028, кл. С| 01Т 27/00, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР 470762, кл. Q 01-R 27/00, 1973.

6614П.

S

frC

fc, :

,

Sfe