Мост-компаратор Советский патент 1980 года по МПК G01R17/10 

(54) МОСТ-КОМПАРАТОР

1

Изобретение относится к электро-измерительной технике и предназначено для особо точного компарирования неравнономинальных сопротивлений резисторов на постоянном токе.

Известен мост-компаратор, содержащий два компарирующих плеча, каждое из которых состоит из отдельного резистора, плечи, состоящие из образцовой меры сопротивления и из измеряемого сопротивления, коммутациоЕ1Ные устройства для перестановки плеч местами, источник питания, нулевой индикатор l.

Недостаток этого устройства.- возможность компарирования только равнономинальных сопротивлений.

Известен также мост-комп аратор, в котором каждое компариругадее плечо состоит из декады последовательно соединенных резисторов и штепсельного коммутатора для их последовательного и паралле.пьного включения, Такое устройство обеспечивает компарирование с высокой точностью уже определенного ряда значений неравнономинальных сопротивлений 2 .

Недостатком этого устройства является недостаточная точность.

Цель изобрете ия - повьш ение точности компарирования сопротивлений.

Указанная цель достигается тем, что в мост-компаратор, содержащий в двухкомпариругацих плечах по декаде последовательно соединенных резисторов со штепсельным коммутатором, в третьем плече - образцовую меру с элементами для регулироваШния с опротивления, в четвертом плече - измеряемый резистор, в диагонали питания моста-компаратора - источник питания, в измерительной диагонали моста-компаратора - нуле5 вой индикатор, коммута:тор, в одно из компарирующих плеч введен второй штепсельный коммутатор с двумя сериями гнезд, причем одно гнездо одной серии подключено к середине

20 декады, контакты другого гнезда - к началу и к концу декады, во второй серии один контакт одного гнезда подключен к крайнему выводу первого, другой контакт - к общему вы25воду четвертого и пятого резисторов и к одному из контактов второго гнезда, другой контакт которого подключен к общему выводу восьмого k девятого резисторов, а один контакт

третьего гнезда подключен к общему

выводу второго и третьего резисторов другой контакт - к общему выводу шестого и седьмого резисторов и к одному из контактов четвертого гнезда, другой контакт которого подключен к выводу десятого резистора декады. Кроме того, в компарирующие плечи введено по ряду дополнительных резисторов с дополнительными коммутаторами, подвижные контакты которых механически связаны со штепселями, в каждом ряду дополнительных резисторов по одному из выводов каждого резистора соединены между собой и с частью штепселей, неподвижные и подвижные контакты дополнительных коммутаторов .каждого ряда дополнительных резисторов соединены с другими выводами дополнительных резисторов и с другой частью штепселей, и при этом каждый штепсель каждого компарирующего плеча имеет независимое, соединение с ближайшей вершиной моста.

На чертеже представлена схема предлагаемого моста-компаратора.

Устройство содержит компарирующие плечи 1 и 2, плечо 3 образцовой меры, измеряемое сопротивление 4, источник 5 питания, регулировочное сопротивление 6, нулевой индикатор 7, декада резисторов 8 (например по 1000 Ом), штепсели 9 и 10, гнезда 11 и 12 штепсельного коммутатора, штепсели 13, гнезда 14-17, ряд дополнительных резисторов 18 с допол-. нительными коммутаторами, декада резисторов 19 (например, по 1000 Ом ) , штепсели 20, 21, гнезда 22, 23, штепсели 24, гнезда 25-29, ряд дополнительных резисторов 30 с дополнительными коммутаторами, образцовая мера 31, элементы 32-35 для регулирования сопротивления образцовой меры 31, зажимы 36-41, гнезда 42-45 второго штепсельного коммутатора

Работу устройства иллюстрирует пример компарирования сопротивления 4, номинальное значение которого в 7,5 раз превышает сопротивление образцовой меры 31.Отношение сопротивлний компарирукхдего плеча 1 к плечу 2 должно быть также равно 7,5. Для этого в плече 1 штепсели 10 и 13 вставляются в гнезда 42 и 43 одной из серий гнезд второго штепсельного коммутатора, в плече 2 штепсель 20 вставляется в гнездо 22, а штепсель 24 - в гнездо 25. При этом в плече 1 с помощью второго штепсельного коммутатора включается смешанное соединение, состоящее из двух параллельно включенных групп резисторов 8, по пяти последовательно соединенных резисторов в каждой группе, а в плече 2 - три резистора 19 с помощью штепсельного KOMN THгора включаются параллельно. Относительный отсчет снимается с помощью

элементов 32-35, позволяющих изменят в небольших пределах сопротивление образцовой меры 31. Затем компарирующие плечи 1 и 2 переставляются местами взаимным переключением проводов, идущих к зажимам 37 и 39. При переставленных компарирующих плечах отношение сопротивления компарирукяцего плеча 2 к сопротивлению компариру щего нлеча 1 должно быть равно 7,5. Для этого в компарирукщем плече 1 штепсели 10 и 13 извлекается из гнезд 42 и 43, а два штепселя 9 и два штепселя 13 вставляются в гнезда 44 и 45 второй серии второго штепсельного коммутатора. В плече 2 штепсели 20 и 24 извлекаются из гнезд 22 и 25, и взамен этого штепсель 21 вставляется в гнездо 28. Это приводит к включению в плече 1 другого смешанного соединения, состо} щего из пяти параллельно включенных групп резисторов 8, по два последовательно соединенных резистора в каждой группе, а в плече 2 те же три резистора 19 оказываются включенными последовательно. Относительная погрешность измеряемого сопротивления 4 равна алгебраической сумме относительной погрешности образцовой меры 31 и среднего арифметического относительных отсчетов при первом и при втором измерениях. Погрешности компарирующих плеч исключаются, и поэтому в результат не входят. Перекоммутация резисторов из одного смешанного соединения в другое, аналогичная той, которая осуществляется с помощью второго штепсельного коммутатора в компарирующем плече 1, может быть осуществлена при меньшем и при большем числе резисторов, а также в обоих компарирующих плечах одновременно.

Сочетание возможности построения в рдном и том же мосте-компараторе последовательных, параллельных и смешанных соединений особенно эффективно для решения задачи повышения точности компарирования, при увеличении числа коммутируемых резисторов, так как позволяет значително расширить совокупность (ряд) неравнономинальных, крмпарируемых с наивысшей точностью, сопротивлений. Это стало возможным благодаря устранению возрастания относительных погрешностей,вызванных сопротивлениями коммутационных устройств, при увеличении числа коммутируемых резисторов (а сами эти погрешности доведены до минимума). Это обеспечивается благодаря самостоятельной электрической связи каждого из штепселей 9, 10, 13,20, 21 и 24 с ближайшей моста, а также благодаря использованию рядов дополнительных резисторов 18 и 30 с дополнительными коммутаторами, являющихся высокоомными корректирующими шунтами. Использование предлагаемого моста-компаратора обеспечивает компари ванне сопротивлений с большей точностью по сравнению с известным бла годаря расширению совокупности неравнономинальных сопротивлений резисторов. Формула изобретения Мост-компаратор, содержащий в дв компарирующих плечах по декаде последовательно соединенных резисторов со штепсельным коммутатором, в третьем плече - образцовую меру с элементами для регулирования сопротивления, в четвертом плече - измеряемый резистор, в диагонали питания моста-компаратора - источник питания, в измерительной диагонали моста-компаратора - нулевой индикатор, комму.татор, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности компарирования сопротивлений, в одно из компариругаци плеч введен второй штепсельный коммутатор с двумя сериями гнезд, причем одно гнездо одной серии подключено к середине декады, контакты др гого гнезда - к началу и к концу декады, во второй серии один контак .одного гнезда подключен к крайнему выводу,первого, другой контакт - к общему выводу четвертого и пятого резисторов и к одному из контактов второго гнезда, другой контакт которого подключен к общему выводу восьмого и девятого резисторов, э один контакт третьего гнезда подключен к общему выводу второго и третьего резисторов, другой контакт - к общему выводу шестого и седьмого резисторов и к одному из контактов четвертого гнезда, другой контакт которого подключен к выводу десятого резистора декащы, а в оба компарирующих плеча введено по ряду дополнительных резистоЕ)ов с дополнительными коммутаторами, подвижные контакты которых механически связаны со штепселями, в каждом ряду дополнительных резисторов по одному из выводов каждого резистора соединены между собой и с частью штепселей, неподвижные и подвижные контакты дополнительных коммутаторов каждого ряда дополнительных резисторов соединены с другими выводами дополнительных резисторов и с другой частью1 штепселей, и при. этом казкдый штепсель каждого компариругацего плеча имеет независимое соедение с ближайшей вершиной моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Wenner F. GournaB of Research of the NBS. VoC. 25, Na2, 1940, c. 251. 2.Rosa G. L EBect rotexn i ca . Voe XXXVI,№ 2, 1949, c. 50-56 (прототип).