Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано при измерении сопротив лений, напряжений постоянного тока или разности мехсду двумя измеряемыми напряжениями потенциометрически (компенсационным) способом. Известны потенциометры (компенсаторы) , обеспечивающие измерение напряжений постоянного тока и сопротивлений постоянному току, содержащие опорные контуры, источники пита ния опорных контуров и автокомпенса тор 1. . Недостаток этих потенциометров заключается в том, что их функциональные возможности ограничены, измерение сопротивлений в них производится косвенно и связано с рядом промежуточных вычислений. Известны также измерители напряж ний и сопротивлений, содержащие оди нарный мост с источником опорного напряжения, подключенным на инверти рунвдий вход операционного усилителя В цепь обратной связи операционного усилителя с последовательной обратной связью по напряжению включен магазин проводимостей, каждая дек да которого может быть выполнена по двоично-десятичному или другому КОДУ И . Недостаток этих измерителей - также в ограниченных функциональных возможностях, так как они не могут быть использованы в качестве измерителей сопротивлений с прямым отсчетом. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения напряжений и сопротивлений, представляющее собой потенциометр с регулируемым током и содержащее источник, опорного напряжения, усилитель, делитель напряжения, переключаквдие устройства и автокомпенсатор |3. Недостаток этого Устройства заключается в невозможности использования его в качестве измерителя сопротивлений с прямым отсчетом. Кроме того, из-за непостоянства входного сопротивления-к источнику компенсирующего напряжения предъявляются высокие требования, т.е. он должен иметь очень малое выходное сопротивление (в тысячных долях ома), Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя путем одновременного измерения двух напряжений или сопротивлений и разности между ними.
Поставленная цель достигается тем, что в измеритель напряжения и сопротивлений, содержащий источник компенсирующего напряжения, параллельно которому включен делитель напряжения, соединенный с выходом операционного усилителя и с первым входом измерителя, введены переключатель и регулируемый делитель напряжения с постоянным входным сопротивлением, включенный через .переключатель параллельно упомянутому делителю напряжения, выход которого соединен с другим входом переключателя, а второй вход измерителя подключен к выводам регулируемого делителя напряжения.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого измерителя напряжения и сопротивления; на фиг. 2 - измеряемый объект.
Измеритель содержит источник 1 компенсирующего напряжения, параллельно которому включен делитель 2 напряжения, соединенный с выходом 3 операционного усилителя 4 и с первым входом 5 измерителя. Регулируемый делитель 7 напряжения с постоянным входным сопротивлением включен через переключатель б параллельно делителю 2 напряжения. Второй вход 8 измерителя подключен к выводам регулируемого делителя 7. Устройство содержит также неподвижные контакты 9, 10 переключателя б, образцовое сопротивление 11, измеряемое сопротивление 1 источник 13 напряжения.
Устройство работает следующим образом.
Переключатель б подключает делитель с постоянным входным сопротивлением 7 либо к выходу делителя 2 (положение 9), либо к выходу операционного усилителя 4 (положение 10) В положении 9 переключателя 6 делитель 7 является шунтом, имеющим проводимость для делителя 2.
Измерение разности напряжений осуществляется следующим образом.
При положении 10 переключателя 6 схема представляет собой двухрядный потенциометр, в котором одно неизвестное измеряемое напряжение присоединяется через указатель равновесия к зажимам первого входа 5 измерителя и уравновешивается делителем 2, а второе неизвестное измеряемое напряжение присоединяется к зажимам второго входа 8 измерителя и уравновешивается делителем 7 с постоянным входным сопротивлением. Определение процентной разности измеряемых напряжений происходит следукядим образом.
При положении 9 переключателя 6 большее по величине измеряемое напряжение присоединяется к зажимам первого входа 5 измерителя и уравновешивается делителем 2, а меньшее по величине измеряемое напряжение присоединяется к зажимам второго входа 8 измерителя и уравновешиваетс делителем 7 напряжения с постоянным входным сопротивлением. Обозначив коэффициент деления делителя 2 (с учетом шунтирующего действия делителя 7) через Kd., , а коэффициент деления делителя 7 через Kd , получим следующие соотношения
Ux, Kd, Е, Ux Kd Kd,- Е,
где U - большее по величине измеряемое напряжение;
хп меньшее по величине измеряемое напряжение.
Относительная разница между двумя измеряемыми напряжениями определяется уровнем
Ux,
-ц--- )
Вьадавая на отсчетное устройство каждой декады дополнение до 9 (если каждая декада состоит из 10 ступене или до 8 (если каждая декада состоит из 9 ступеней), получаем таким образом процентный потенциометр.В младших дексщах дополнение выполняется до 10 и 9 соответственно.
Измерение сопротивления с непосредственным отсчетом результата по показаниям декад делителя 7 осуществляется следугадим образом.
Образцовое 11 (R) и измеряемое 12 (RX) сопротивления соединяются последовательно и питаются от источника 13 напряжения (Е). При этом переключатель 6 ставится в положени 9. При измерениях образцовое напряжение выбирается круглого номиналного значения, т.е. равным 10, где п - целое положительное или отрицательное число. Падение напряжения на образцовом сопротивлении 11 уравновешивается делителем 2, а падение напряжения на измеряемом сопротивлении 12 уравновешивается делителем 7. Обозначив ток через измеряемое и образцовое сопротивления как J, получаем
С)
ЗН, EKd,
и
XI
UXj 3h Е Kd. (5) Так как по условию Кц имеет круглое номинальное значение, то Ux непосредственно указывает величину измеряемого сопротивления.
Несмотря на то, что ток CJ некруглый и падение напряжения Uy также некруглое, результат измерения RX непосредственно выражается KdijL (т.е. отсчетом по декадам делителя 7), так как из (4) и (5) следует, что
3R EKd, G-RX откуда Rj( Rj Таким образом, результат измере ния непосредственно отсчитывается по показаниям декад делителя 7 (RU выражается через ), Кроме того, схема (фиг.1) представляет собой еще и компаратор равнономинальных сопротивлений, позволягадий определять процентную разницу между бс5льшим и меньшим по величине измеряемым сопротивлениям. Это непосредственно следует из уравнения (3), которое применительно к измерению сопротивлений с учетом уравнений (4) и (5) записывается в виде (i-Ke,) - -(i-Kd,). В уравнении (7) под R| подра зумевается большее, а под Ry меньшее из сравниваемых равнономиналь ных сопротивлений. Таким образом, предлагаемое изо ретение представляет собой простое по структуре и конструктивному выполнению многофункциональное измер тельн Ь устройство, способное в од ном приборе заменить целый ряд дру гих измерительных средств, а именно высокоточный потенциометр, оди нарный и двойной мосты для измерения сопротивлений, компаратор напряжений, компаратор сопротивлений. Формула изобретения Измеритель напряжения и сопротивления, содержащий источник компенсирующего напряжения, параллельно которому, включен делитель напряжения, соединенный с выходом операционного усилителя и с первым входом измерителя, отлича.ющийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения двух напряжений или сопротивлений и разности между ними, в него введены переключатель и регулируемый делитель напряжения с постоянным входным сопротивлением, включенный через переключатель параллельно упомянутому делителю напряжения, выход которого соединен с другим входом переключателя, а второй вход измерителя подключен к выводам регулируемого делителя напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Нетребенко К.А. Цифровые делители напряжения, М., Энергия, 1970, с. 30-31. 2..Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев, Высшая школа, 1971, с. 123. 3. Александров B.C. и Прянишников В.А. Приборы для измерения малых постоянных напряжений и токов. Л., Энергия, 1971, с. 25.
