Цифровой омметр Советский патент 1980 года по МПК G01R27/02 H03K13/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для цифрового измерения активных сопротивлений резисторов.

Известен цифровой омметр, содер- 5 жащий источник опорного напряжения, нуль-орган, мост постоянного тока, в одно ИЗ плеч которого включается измеряемый резистор, в другое - выход- . ное сопротивление цифроаналогового Ю преобразователя сопротивления.

В этом цифровом омметре, иопользующем мостовую измерительную схему, уравновешивание производится с параллельными делителями напряжения l . 15

Основным недостатком такого цифрового моста является скачкообразное изменение тока в цепи измеряемого сопротивления в процессе уравновешивания моста. Наличие реактив- 20 ной части в измеряемом сопротивлении неизбежно вызовет переходные процессы, которые могут существенно исказить результат измерения при быстром уравновешивании моста или потребует 25 организацию медленного процесса уравновешивания схемы.

Применение в цифровых мостах с параллельными делителями напряжения импульсных нуль-органов вызывает 30

определенные трудности, связанные с необходимостью подавления импульсных кратковременных помех и с искажениями формы импульса, которые вызываются различными реактивностями, имеющимися в реальном устройстве. Кроме того, нуль-орган должен обладать высокой перегрузочной способностью. В режиме непрерывного измерения требуется дополнительно решать проблему динамической устойчивости процесса уравновешивания.

, Известен также интерационный самокорректирующий цифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения, добавочный резистор, аналогоцифровой преобразователь напряжения, переключатель, один неподвижный контакт которого соединен с выходом цифроаналоговогопреобразователя сопротивления, а рругой - с измеряемым резистором, причем выход аналого-цифрового преобразователя напряжения соединен с управляющим входом цифроаналогового преобразователя сопротивления, измеряемое сопротивление, включается р .

В известном цифровом омметре для повышения точности измерения применяется интерационный метод автоматической коррекции погрешностей, в результате чего производится коррекция систематических погреш ностей основной измерительной цепи. При этом используется цифноаналоговый преобразователь сопротивления,к торый и определяет точность самого цифрового омметра. Как известно, цифроаналогсвый пр образователь сопротивления состоит из последовательно соединенных рези торов. Для получения высокой точности преобразования эти резисторы могут коммутироваться при помощи электромагнитных реле или реле с магнитоуправляемыми контактами,так как бесконтактные ключи не обеспечивают .достаточную точность. В противном случае оказывается довольно слож ным управление бесконтактными, например, транзисторными ключами. Одна ко контактные ключи обладают низким быстродействием, малой надежностью и большими габаритами. Кроме того, при последовательном соединении отдельных разрядов паразитные ЭДС и сопротивления ключей суммируются. Цифроаналоговые преобразователи сопротивления строятся с двоичной или двоично-десятичной шкалой. При ЭТОМ- значение сопротивления каждого разряда отличается от значения сопротивления соседнего разряда, соответственно в два или десят-ь раз, т.е. применяются резисторы различно,го номинала. Это обстоятельство затрудняет их построение. В настоящее время изготовление низкоомных высокоточных и высокостабильных резисторов является сложной задачей.. Поэтому применение известного цифрового омметра для измерения малых сопротивлений вызывает определенные затруднения и не позволяет получить высокой точности. Цель изобретения - повышение точности и надежности, а также упрощени схемной реализации цифрового омметра Поставленная цель достигается тем что в цифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения, первый переключатель, подвижный контакт которого подключен ко входу аналогоцифрового преобразователя напряжения и к первому выводу добавочного резис тора, первый неподвижный контакт через измеряемый резистор подключен к общей шине дополнительно введены прецизионный резистор, один вывод которого соединен со вторым неподвиж ным контактом первого переключателя а второй вывод - с общей шиной, параллельный делитель напряжения и вто рой переключатель, подвижный контакт которого подключен ко второму выводу добавочного резистора, первый неподвижный контакт соединен с выходом источника опорного напряжения и со входом параллельного делителя напряжения, выход которого подключен ко второму неподвижному контакту второго переключателя, а управляющий вход - к выходу аналого-цифрового преобразователя напряжения. На чертеже представлена блок-схема цифрового омметра. Цифровой омметр содержит первый переключатель 1, параллельный делитель 2 напряжения, источник 3 опорного напряжения, который вместе с параллельным делителем 2 напряжения составляет цифроангшоговый преобразователь 4 напряжения, добавочный резистор RQ 5, измеряемый резистор RX б, второй переключатель 7, прецизионное сопротивление Rp 8 и аналого-цифровой преобразователь 9 напряжения. Устройство работает следующим образом. При- нахождении переключателей 1 и 7 в положениях, как показано на чертеже, выходное напряжение, измеряемое аналого-цифровым преобразователем ,9 напряжения определяется формулой и - и° RO + P. - -у Выходн.ой код YO аналого-цифрового преобразователя 9 при помощи цифроаналогового преобразователя напряжения 4 преобразуется в напряжение и, и переключатели 1 и 7 переключаются в другое положение. В этом случае аналого-цифр.овой преобразователь 9 напряжения измеряет напряжение ) RJ + RH Кодовая величина YO напряжения и записывается в .реверсивный счетчик, входящий в состав аналого-цифрового преобразователя напряжения, в режиме сложения. Затем в реверсивный счетчик записывается кодовая величина %, напряжения Ug в режиме вычитания и к полученной разности прибавляется код YO при повторном измерении RXПолученный первый скорректированный результат измеренияЯ вновь пребразуется в напряжение и при помощи аналого-цифрового преобразователя 9 напряжения измеряется напряжение () -. Полученный код поступает в реверсивный счетчик в режиме вычитания и к полученной разности прибавляется код VQ. Получается второй скорректированный результат измерения R,,.Далее измерительно-вычислительный процесс пивторяется .При , применением этого метода можно получить высокую точность измерения R двумя-тремя переключениями цифроаналогового преобразователя напряжения 4 и переключ телей 1 и 7. Точность измерения будет определяться только точностью цифроаналого вого преобразователя 4 напряжения и прецизионного резистора 8 и не зависит от точности и стабильности Uj,, резистора 5 и аналого-цифрового преобразователя напряжения. Таким образом, в предлагаемом циф ровом омметре весьма простыми средствами достигается высокая точность Формула изобретения Цифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения, первый переключатель, подвижный контакт которого подключен ко входу аналогоцифрового преобразователя напряжения и к первому выводу добавочного резистора, первый неподвижный контак через измеряемый резистор подключен к общей шине, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования в него дополнительно введены прецизионный резистор, один вывод которого соединен со вторым неподвижным контактом первого переключателя, а второй вывод - с общей шиной, параллельный делитель напряжения и второй переключатель , подвижный контакт которого подключен ко второму выводу добавочного резистора, первый неподвижный контакт соединен с выходом источника опорного напряжения и со входом параллельного делителя напряжения, выход которого подключен ко второму неподвижному контакту второго переключателя, а управляющий вход к выходу аналого-цифрового преобразователя напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР . № 372673, кл. G 01 R, 17/20, 1972. 2.Алиев Т.Н. и Сейдель Л.Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов, М., Энергия, 1975, с. 164, рис. 3-9 (прототип).