Преобразователь сопротивления Советский патент 1981 года по МПК G01R27/02 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано при измерении параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Известен преобразователь сопротив ления, содержащий источник опорного напряжения, образцовый и измеряемый резисторы, операционньй усилитель LI Выходное напряжение такого преобразователя равно и., где и - входное напряжение преобразователя;и - выходное напряжение преобра зователя ; R - сопротивление образцового резистора;. Ry - сопротивление.измеряемого резистора. В качестве образцового элемента, изменяющегося для каждого предела преобразования, в известном преобразователе применяются различного рода делители сопротивления. Изменение величины сопротивления делителя осущестйляется путем коммутации образцовых резисторов ключами, имеющими конечное значение переходного сопротивления. Из паспортных данных на коммутирующие элементы известно, что переходное сопротивление контактов переключателей, выпускаемых промышленностью, находится в пределах от 0,05 до О, 2 Ом. А так как ключи включаются последовательно с образцовым резистором, то его величина увеличивается на величину переходного сопротивления. Следовательно, для высокой точности преобразования величина образцового резистора ограничена, а тем самым и нижний, предел измерения. Так, напримёр, если коммутировать образцовый резистор величиной 10 Ом переключателем, выходное сопротивление которого 0,2 Ом, то погрешность преобразования будет равна 100% у -100% 2%, (2) где RJI переходное сопротивление переключателя;RP - образцовое сопротивление. Недостатком известного преобразователя является большая погрешность преобразования небольших по величине сопротивлений резисторов. Наиболее близкий к предлагаемому преобразователь сопротивления содержит источник опорного напряжения, к которому через переключатель подключен образцовый резистор, второй вывод которого соединен с инвертирующим вхо дом операционного усилителя, а измеря емый резистор включен между тем же входом операционного усилителя и его выходом, неинвертирующий вход операционного усилителя и второй выход источника опорного напряжения соединены с корпусом . В известном преобразователе сопротивления переходное сопротивление переключателя вносит ощутимую погрешность при сравнительно небольшом значении измеряемого сопротивления, погрешность такого преобразователя rffe 2%. Цель изобретения - повьшгение точности преобразования сопротивления. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь сопротивления, содёржащий источник опорного напряжения, операционный урилитель, в цепь обратной связи которого включен измеряемый объект, а инвертирующий вход соединен через первый образцовый ре-зистор с переключателем, неинвертирующйй вход операционного усилителя и второй выход источника опорного напряжения соединены с корпусом, введены дополнительный операционный усилитель, второй и третий образцовые резисторы, причем первый выход источника опорного напряжения соединен че рез второй образцовый резистор с инвертирзталцим входом дополнительного операционного усилитедя, неинвертирую .щий вход которого подключен к корпусу, а выход - к первому свободному контакту сдвоенного переключателя, второй свободный контакт которого че рез третий образцовый резистор соеди нен с инвертируюо(им входом дополнительного операционного усилителя, а общий контакт сдвоенного переключателя соединен с первым образцовым резистором. На чертеже представлена блок-схема преобразователя сопротивления. Преобразователь сопротивления содержит источник 1 опорного напряжения, к выходу которого подключен дополнительный операционный усилитель 2 с образцовыми резисторами 3 (R1) и 4 (R2), сдвоенный переключатель 5 с ключами 6 и 7, замьжающими цепь обратной связи дополнительного операционного усилителя 2, операционный усилитель 8 с образцовым резистором 9 (R(j) и измеряемым объектом 10 (Rx) . Выходное напряжение U преобразователя равно и. и. R где R - переходное сопротивление замкнутого ключа 6. Учитывая то, что величину сопротивления резистора можно взять довольгно большую, влияние сопротивленияR на результат преобразования незначительно. Так, например, при R. 100 кОм, Rf 0,2 Ом, получим погрешность, равную . 10 0,0002% . -(4) Сопротивление ключа 7 не входит в обратную связь и погрешности не вносит. Таким образом, сравнивая величины погрешностей от влияния переходного сопротивления переключателя в прототипе (.) и в известном преобразователе (( 0,0002%), видно, что погрешность по сравнению с прототипом уменьшается в 10 раза. Применение предлагаемой схемы преобразования позволяет расширить диапазон измерения как активного., так и реактивного сопротивления, используя идентичность преобразования для всех пределов и получив достаточную точность. Формула изобретения Преобразователь сопротивления, содержащий источник опорного напряжения, операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен измеряемый объект,,а инвертирующий.вход соединен через первый образцовый резистор с переключателем, неинвертирующий вход операционного усилителя и второй; выход иЬточника опорного напряжения соединены с корпусом, отличающийс я тем, чт(, с целью повьпиения точ- j ности преобразования, введены дополнительный операхщонный усилитель, второй и третий, образцовые резисторы, причем первый выход источника опорного напряжения соединен через второй образЮ цовый резистор с инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, неинвертирующий вход, которого подключен к корпусу, а выход - к первому .свободному контакту сдвоенного пере- 5

ключателя, второй свободный контакт которого через третий образцовый резистор соединен с инвертирующим входом дополнительного операционного усилителя, а общий контакт сдвоенного лереключателя соединен с первым образцовьп резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2