Делитель напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R15/04 

Изобретение относится к измерите ной технике, и может быть использова для построения аналого-цифровых пре образователей с постоянной относительной погрешностью измерения по всему диапазону. Известен делитель напряжения,сос тоящий из последовательно соединенных ячеек, каждая из которых содержит резисторы, . ключи . Недостатком этого делителя является то, что он имеет непостоянное входное сопротивление, и для обеспечения более чем двухразрядного формирования необходимого значения напряжения требуется значительное его усложнение. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является делитель напряжения, содержащий звездообразную систему проводимостей, вершина которой служит входом делителя, а выходом - одна из общих шин систем ключей 2 . Это устройство сложно и имеет непостоянное входное сопротивление Цель изобретения - упрощение и обеспечение постоянства входного сопротивления. Указанная цель достигается тем, что делитель напряжения, содержащий выходной резистор, ключи с двумя группами замыкающих контактов,, дополнительные резисторы и шунтирующие резисторы, выполнен в виде последовательно соединенных разрядов, первый из которых включает выходной резистор, к одному из зажимов которого подключен зажимы дополнительных резисторов, другие зажимы которых через первую группу замыкающих контактов ключей соединены с зажимами дополнительных резисторов второго разряда, а этот же зажим выходного резистора через контакт первого ключа и цепочки,, каждая из которых состоит из одного контакта второй группы замыкающих контактов ключей и одного шунтирующего резистора, соединен со вторым зажимом выходного резистора, причем все разряды выполнены идентичными, а величины сопротивлений выходного, дополнительных и шунтирующих резисторов связаны соотношением п nj+-{M) -О,

где R - значение сопротивления выходного резистора; С - знаменатель геометрической

прогрессии; nj - количество ключей J-разряд

т

и соотношением . „.

где RJ; - значение сопротивления

i-го шунтирукхцего: резистора;

i - номер резистора в разряде j - номер разряда. На чертеже представлена схема делителя напряжения.

Схема содержит последовательные резисторы RJ., R3i первого разряда, последовательные резисторы Ra,, . зг узла второго разряда, последовательные резисторы Rg , f 3m-- nm узла m-ro разряда, шунтирующие резисторы Rj , RJ. .... R узла первого разряда, шунтирующие резисторы Rgj , Rjg . Rn. узла второго разряда, шунтирующие резисторы Rg , Rjm-- nm УЗла m-ro разряда, выходной резистор R, нормально открытые контакты Kjj .Kg Kjj ,...Khi замыкающих ключей первого разряда, нормально открытые контакты Ki2 . Kg, , Кз2 , . . -Knj замыкающих ключей второго разряда, нормально открытые контакты i, im Ът -Клр узла т-го разряда, выходные клеммы а и б делителя. Каждый узел, формирующий j-й разряд, принципиально может иметь свое коли- чество резисторов и ключей, т.е. свое п j.

Делитель работает следующим образом.

При замыкании первых нормально открытых контактов узлов всех разрядов (Kjj, Kjg, Kjj,...Kj)Ha резисторе R появляется напряжение, равное Uj и$, где Uj - стабилизированное делимое (эталонное) напряжение. При замыкании , Kjg , Kj , выходе появляется напряжение U, равное Ui/C. Здесь и далее С

const 1 является определен Ыной функцией заданной относительной

погрешности квантования данным делителем.

При замыкании К , Kj,j , Kj .... Kj на выходе появляется напряжение

. При замыкании Кд. , Kj ,

и Uj

..Kj на R будет U

СЗ- и

MS

ц, при замыкании Koj .К на R будет U,, - н замкнуты ключи Kjj , Kg ,

fil

будет

TO

на

При замкнутых К , Kjg

К,

Кп2 на

будет

и Un42 и ДДля формирования любого U, Uj,... Up последовательно с R подключаются соответственно Rjj о либо либо либо . (последовательные резисторы), определяемые формулой Rj R(c -1). .

Значения последовательных резисто,. ров узла второго разряда определяются выражением R,- R ( с ) .

В общем случае сопротивления i-х резисторов j-ro разряда, когда 1 i- j m, определяется формулой

5 р. ( ч (Cj-,i -1).

(1)

Значение же сопротивления любого i-го шунтирующего резистора любой j-й 20 декады (разряда) определяется формулой

R. R + - (2)

Ri

j

В случаях, когда сопротивления замкнутых контактов не равны нулю, 25 каждый j-й узел, формирующий j-й разряд, должен иметь входную шунтирующую цепочку из Замыкающего контакта Kj- и резистора R|- оо. Подключение любого последовательного Rij и соответствующего шунтирующего RJ обеспечивает равенство сопротивления узла первого разряда ( вместе с R) значению сопротивления выходного резистора R.

5 Подключение к первому узлу любого последовательного резистора Rj с соответствующим ему шунтирующим Rf обеспечивает общее сопротивление двух этих узлов (первых двух разрядов) также равным сопротивлению R.

В общем случае включение каждого нового узла j-ro разряда (подключение соответствующих Rj: и Rj, подсчитанных по формулам (1), (2), обеспечивает постоянство нагрузки для

5 источника напряжения УЭ равной сопротивлению резистора R.

Формула г13обретения

Делитель напряжения, содержащий выходной резистор, ключи с двумя группами замыкающих контактов, дополнительные резисторы и шунтирующие резисторы, отличающийся тем, что, с целью упрощения- и обеспечения постоянства входного сопротивления, делитель напряжения выполнен в виде последовательно соединенных разрядов,

первый из которых включает выходной резистор, к одному из зажимов которого подключены зажимы дополнительных резисторов, другие зажимы которых через первую группу замыкающих контактов ключей соединены

с зажимами дополнительных резисторо второго разряда, а этот же зажим выходного резистора через контакт первого ключа и цепочки, каждая из которых состоит из одного контакта второй группы замыкающих контактов ключей и одного шунтирующего резистора, соединен со вторым зажимом выходного резистора, причем все разряды выполнены идентичными, а величины сопротивлений выходного, дополнительных и шунтирующих резисторов связаны соотношением i-i

П n: + (i-l) Г( -1),

где R - значение сопротивления выходного резистора;

С - знаменатель геометрической

прогрессии; nj - количество ключей J-разряда

и соотношением

R +

где RJ. - значение сопротивления

i-ro шунтирующего резистора; 1 - номер резистора в разряде; J - номер разряда.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 208352, кл. G 01 R 13/02, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 189957, кл, G 01 R 13/02, 1962.

I 3. Л ,,32

-миэ-

а

.р

К КП,

-L-4- -jt

5