Имитатор электрического сопротивления и проводимости Советский патент 1980 года по МПК H03K13/03 G01R27/00 

1

Изобретение относится к эпектроизмерительной технике, более конкретно к многсхзначным мерам-имитаторам электричеcKdro сопротивления и проводимости.

Известен звездообразный резисторный имитатор больших сопротивлений и Majtbix проводймостей, отличающийря .от традиционных мер сопротивления и проводимости более экономным расход ом .точных резистор ных элементов на каждое значение воспроизводимого сопротивления или проводимости LI

Недостатком этого имитатора является Неприменимость для области средних и особенно малых сопротивлений и больших проводймостей.

Известен имитатор алектричес.кого сопротивления, который содержит ступенчато изменяемую меру проводимости и мостовой имитатор отрицательной проводимости с зависимым источником в виде операционного усилителя, включенных параллельно, причем сопротивления и проводимости плеч имитатора выбрань так,

;что Проводимость ступенчатой мены на каждом диапазоне показаний равна пройзведению проводимости первого плеча цепи имитатора на .сопротивление второтх и максимальную проводимость его последнехч) плеча 2} .

Такое структурнбе решение цепи уст ройства-прототипа, хотя и обеспечивает достаточно большие пределы воспроизведения пронодимости, однако не может быть признано достаточно совершенным, поскольку ему присущи следующие недостатки:

1) пригодность ;для реализации устройства средних классов точности, например, до 0,02-0,05, что при 4-плечей цепи накладывает на каждое плечо требование по стабильности порядка (О,ООЗ0,01)% в течение срока гарантии;

2) неоднородность резисторных компонентов, т.е. потребность в последних с разными значенияьш сопротивления и соответственно разными конструктивнотехнологическими реализадиями. Целью изобретения является ryпрощение.имитатора при повышении точности и надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в имитатор электрического сопротивления и проводимости, содержащий зависимый источник, например, операционный усилитель управляемый резисторной цепью-задатчиком, введен делитель напряжения Кельвина-Варлея, и пересчетный блок, зажим общегчэ полюса которого соединен с токовьш и Т1отешиалыП)М вывод.ными зажимами первого полюса имитато.ра, токовый и потешиалььтый выводные зажимы второго полюса имитатора соединены с одним из двух входных и с одним из двух выходных полюсов зависимого ис очника, второй входной полюс зависимого источника подключен к втор го выходного полюса делителя папрязкепш Кельвина-Варлея, второй выходной полюс зависимого источника к зажиму главного входного полюса делителя напря жения Кельвина арлея.авыход.пересчетно блока подключен к соответствующему вхо .ду делителя напря ; ения Кельвина-Варлея На чертеже схематически изобрагкен имитатор электрической проводимости и сопротивления. Он содержит делитель 1 напряжения Кельвина-Варлея, имеющий залсим 2 ойцего для входа и выхода полюса, заладм 3 второго выходного полю-, са, зажим 4 главнохчз входного полюса. Имитатор содержит также первый полюс ,с токовым 5 и потенциальным 6 вывод ными за кимами, второй полюс с. токовым 7 и потенциальным 8 выводными за жимами, зависимый источник 9, наприме операционный усилитель с двумя входными и двумя выходными полюсами, пересчетный блок 10, зажим 11 вывода от экрана меры (в качестве экрана может быть в ряде случаев использован металлический корпус), Имитатор работав, следующим образом Входной ток 3 , проходя через делител 1 создает на HeiU падение напряжения J-R, где R - иходное сопротивление, а входной ток J является рабочим током делителя 1. На выходе делителя 1 появляется напряжение холостого хода , где - цифровой код управления делителя 1, равный требуемому коэффициенту преобразования. Одновременно на смелсном с выходом плече делителя 1 возникает напря кение 3R -juOR S (I-/) R(1)

728221 ,При том зависимый источник 9, реагируя на напряжение (1), создает п силу указанного на чертеже его соединения с делителем 1 на своем выходе напряжение Ч (1..JU )-3-Я,(2) нротивопололсное по направлению действия и .компенсирующее напряжение (1), т.е. 4-(l-j4)-a-R лиЧ1, .(3) Таким образом, между потенциальными зажимами 6,8 имитатора в озникает следующая разность потенциалов: U }ADR+(l- A OR- JXDR ди зл-ОИ -0 JA-3R (4) В соответствии с законом Ома последнее означает, что данное устройство воспроизводит сопротивление R U73 juRJ/D juR(5) или проводимости )/R l/(u3 R l/|uR . (6) Из формулы (5) следует, что итоговое имитируемое сопротивление может быть отсчитано непосредственно по показанию делителя 1 в виде-произведения цифрового кода на входное сопротивление R, Из выршкения (6) видно, что для предоставления чисдо:вого значения имитируемой проводимости в удобной для отсчета форме, а именно ( где мантисса числового значения проводимости, А - основание системы счисления, Р - порядок масштабного множителя А , необходимого при управлении делителем 1 в имитаторе, во-первых, преобразовать цифровой код мантиссы JU в код jU управления делителем 1 по закону: . ; (8) Данное преобразшание в имитаторе выполняет пересчетный блок 1О. Далее следует преобразовать величину Н(ом) в масщтабный множитель А ( по закону. А (см) 1/R (ом), что при R А (ом) достигается переменой знака при R , для чего не требуется дополнительных блоков. Имеются делители Кельвина-Варлея С линейным иТОЧНЫМ до седьмого десятичного знака в коде jU коэффициентом преобразования и достаточно стабилытым входньш сопротивлением R, имеются так