Многопредельный имитатор электросопротивления Советский патент 1980 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике;, может быть использовало при поверке приборов.

Известен иМИтатор электрического сопротивления, содержащий источник компенсирующего напряжвния, электрометрический усилитель со Ш0 /б-ной обратной связью, нуль-;и.ндикатор, резисторные элементы, соединенные в з,везду, сопротивление компенсации, приче;м сопротивление обратной связи усилителя включено в цепь контура коМпенсаЦи.и да выходе «звезды рези1сторных элементов flj.

Этот Имитатор предназначен только для больщих .величин сопротивлений.

Наиболее близким к данному изобретению является имитатор электрического сопротивления и проводимости, который содержит образцовый четырехзажимный резистор с токовыми и лотенциа;1ьными зажимами, параллельно которому включен через устройство управления операциониый усилитель. Устройство управления представляет собой трехзажиМНую звезду (магазин) резисторных элементов с двумя ветвями (плечами), одна из этих ветвей с токовой, цепью четырехзажимНого резистора является одной из параллельньтх цепочек, составляющих внутреннюю цепь имитатора, а другая ветвь вместе с выходом операдионного усилител.я, является его второй це- , почкой 2.

Недостатками известного технического рещения являются невозможность его использования для поверки приборов по четыре.хзажим.ной схеме с Низкоомньтм. в.чодом из-за щунтирования последним четырехзажимного образцового резистора; невозможность его Использования для повер10ки целого ряда при-боров, использующих двухзажимную схему включения, из-за «еадекватнЬсти напряжений на выходных токовых зажимах и на потенциальных зажимах образцового резистора, что вь1звано

15 падением напряжения на токовых проводниках в одном из плеч магазина проводимостей; невозможность расщирения пределов сопротивления в сторону увеличения относительно эталона и осуществления ди20станционного управления, что снижает эксплуатационные возможности прототипа.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей и.митаторач

(Поставленная цель достигается тем, что в многопредельный имитатор электросопротивления, содержащий четырехзажимный образцовый резистор с токовыми и потенциальньими зажимами, операци6.н«ый усилитель, один из входов которогб подклю30чен к первому .потенциальному зажиму образ-ц«вого резистора и ,к первой .выходной клемме имитатора, второй вход усилителя соединен с его вторым выходом ,и через матазии Сопротивлений, состоящий из двух :реаисто,ров, соединен с первым выходом этого усилителя, а первый токовый зажим образцового резистора, подключен к -первой входной:Клвмме имитатора, .введены корректирующий усилитель, два коммутирующ,их элемента, .пр.ичем первый вход Корректирующего усилителя соединен со вторым выходом усилителя, со второй входной и ч.етвертой выходной клеммами имитатора, второй вход усилителя Соединен с третьей выходной клеммой имитаторд, первый выход усилителя подключен ко второму токовому зажиму образцового резистора,, ко второму потенциальнОМу зажиму образцового резистора подключен вход первого ком:мутирующего элемента, два выхода которого И два входа второго коммутирующего элемента подключены .ко второму резистору магазина .сопротивлений, выход второГО коммутирующего .элемента- соединен с третьей выходной клемм.ой имитатора, вторая выходная клемма соеди«ена со вторы-м входом и со вторым выходом операц юнНОГО усилителя.

На чертеже представлена фу.нкционал.ь«ая схема им.итатора.

Имитатор содержит входные клеммы 1 и 2, четырехзажимный образцовый резистор 3 с потенциальными зажи1мам,и 4 и 5, о.пе.рационный усилитель 5, .магазин .сопротивлений 7, состоящий из резисторов 8 и 9, К0|рректирующий усилитель /С, первый коммутирующий элем,ент//7, имеющий выходы 12 ,и /,второй коммутирующий элемент 14 со входами /5 и 16, выходное клеммы -17-20. -.

При использовании ;устройства для по верки приборов по Четырех.зажи1МНОЙ схеме с низкоомным входом от клеммы 2 ,к клемме ./ пропускается ток, который проходит 4ерез выходную -цепь Корректирующего усилителя 10 и образцовый резистор 3, создавая на последнем падение напряжения, которое поступает -на вход опера1ционного усияителя 6. При /этом коммутационные элементы /,/ и ,/4 устанавливаются в определенное логическое с6стоя1НИе, что ;м.ожет быть осуществлено автоматическим коди.рующ.им устройстВОм по задаинрй, программе.

. Если элементы 11 w. il4 находятся в таком логическом состоя«йи, при котором .потенциальнь1й зажим 5резистора 5 соедиiH-ен с выходам 12 Элш-ента ., а вход 16 элемента ,14 - с выходной клеммой 19, то усилитель i5 охваченпоследовательной обратНОй связью по напряжению.

Так как коэффициент лвредачи К операционлого усилителя 6 определяется отяоШбнием сопроти влений резисторов 5 и 9 .ма„7 S Г К о .

газика сопротивлении 7 и равен ,

то «а выходные Клеммы 17 и 19 ил.и 18 и 20 поступает напряжение, в К раз большее по сравнению .с напряжением на потенциаль-:

, ных зажимах 4 и 5 образцового резистора 3, что эквивалентно сопротивлению постоянному току, в К раз больщему сопротивления резистора 3.

При соединении элементом .// потенциального зажима 5 с выходом 13, а входа 16 элемента М - с выходной клеммой 19 «а выходные клеммы 17 и 19 или 18 и 20 поступает .напряжение, эквивале.нтное напряжению на потенциальных зажимах 4 и 5 образцового резистора 3, т. е. коэффициентПередачи будет равен единице (К 1). При логическом состоянии, когда элемент соединяет потенциальный зажим 5

с выходом ,, а вход /5 элемента 14 соединяет с выходной Клеммой 19, коэффициент передачи К усилителя 6 будет меньще единицы К 2 п I о и на выходные клем5 -- 8+ /../

мы 17 и 19 или IS vi 20 поступает напряжение, меньщее, чем на зажимах 4 и 5.

Таки.м образом, устройство позволяет решить одновременно несколько задач: 0 а) использовать одну .исходную ,меру в качестве эталона;

б)выполнять .масщтабирование как в сторону умбньщения исходной меры, так и в стброну ее увеличения, что в известном

5 устройстве быЛО невозможно;

в)обеспечить возможность работы на низкооМНую нагрузку, что является важным преимуществом, т. к. больщинство электроизмерительных -приборов потребляет входной ток. .При подключении нагрузки к выходным клеМ|Мам ,1в и 20 им-итаТОр ПОЗ-воляет измерять |на.Пряж-е«ие на этих в ыходных клеммах при1борами .с большим потреблением, т. к. обладает хорошей на5 грузочной способностью.

При работе Имитатора по двухзажимной схеме пропускают ток от клеММы 2 к. клемМе ./. :Как и при работе по четырехзажимной схеме, напряжение с образ|ЦО оГ0 ре0 зИСтора 3 поступает на усилитель 6 .с погрещгностью, вызванной падением напряжения на потенциальных заж-имах 4 vi 5 образцового резистора 3. Это напряжение масщтабируется с помощью усилителя 6,

55 магазина сопротивлений 7 и коммутирующих элементов I// и 14, и подается на второй вход корректирующего усилителя W как напряжение отрицательной обратной СВЯЗИ,; КОторое компенсирует входиое на60 цряжение на входных клеммах 1 и 2. При этом на зажимы 1в и 20 .поступает на.пряжение, в К раз больщее (меньщее) напряжения на потенциальных зажимах 4 И 5 и отличается от входного напряжения на

65 входных клеммах :/, 3 только на Величину

входного напряжения усилителя 10. Эта ipasHHua является пренебрежимо малой величиной, поэтому .имитатор может быть использован -.как двухзажимный резистор при подключении в любую схему.

Формула изобретения

Многопредельный имитатор электро ;опротивлен,ия, содержащий четырехзажимный образцовый резистор с токовыми и потенциальными зажимами, операционный усил,итель, один из входов которого подключен к первому потенциальному зажиму образцового рееистора и к первой выходной клемме имитатора, второй вход усилителя соединен с его вторым выходом и через магазин сопротивлений, состоящий из двух резисторов, соединен с первым выходом этого усилителя, а первый токовый зажим образдового резистора .подключен к лервой входной клем1ме имитатора, отличающийся feM, что, с целью расширения функциональных возможностей имитатора, в .него введены корректирующий усилитель, два коммутирующих элемента, причем первый вход корректирующего усилителя соединен со вторым выходом усилителя, со второй и четвертой выходной клем:мами имитатора, второй вх|ОД усилителя соединен с третьей выходной клеммой имитатора, первый выход усилителя подключен ко второму токовому зажиму образцового резистора; ко второму потенциальному зажиму образцового резистора подключен вход первопо коммутирующего элемента, два выхода которого и два входа второго коммутирующего элемента подключены ко второму резистору магазина сопротивлений,выход второго коммутирующего элемеита соединен с третьей -выходной клеммой имитатора, вторая выходная клемма соединена со вторым входом и оо вторым выходом операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 292119, кл. С 01 R 27/00, 07.07.69.

2.Авторское свидетельство СССР № 353212, кл. С 01 R 27/00, 12.10.70 (прототип) .