Устройство контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей Советский патент 1981 года по МПК H03K13/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТИВНЫХ МАСШТАБИРУЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется при создании устройств для контроля отношений сопротивлений и измере ния относительной погрешности коэффициента деления делителей напряжения или. делителей тока. Известно устройство для контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей, содержащее регулируемый источник напряжения, выход которого соединен со входными клеммами, коммутатор, два входя одного из направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направления соединен с выходом компен сатора, образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопозиционны переключатель и операционный усилитель, при этом задатчик кода соединен со входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, вход операционного усилителя соединен со вторым выходом коммутатора , третий вход одного из направлений которого соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен ко входным клеммам, а вьйсод его соединен с третьим входом коммутатора другого направления, два входа которого соединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход компенсатора соединен со вторым выходом регулируемого источника напряжения и со входом блока задания масштаба, вьтход которого через однопозиционный переключатель подключен ко второму входу компенсатора, при этом регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения,выход которого соединен со второй выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, ана38лотовый ключ и операционный усилитель с резистором в его цепи обратной связи подключен к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен со входной клеммой, при этом блок задания масштаба содержит резистивный делитель напря женил, выход которого соединен с вы-ходной клеммой, а вход его через аналоговый ключ соединен со входной клем мой, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом задатчика масштаба, компенсатор содержит элемед т сравнения, выход которого соединен со входом регистрирующего устройства и со входом цифроаналогового преобразователя, а лервый вход элемента сравнения подключен ко входной клемме, а второй его вход -соединен с первым выходом цифроаналогЬвого преобразователя, второй вход которого соединен со входной клеммой 1 . Недостаток данного устройства ограниченные функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля парамет ров резистивных масштабирующих преобразователей, содержащее регулируемый источник напряжения, включающий после довательно соединенные автономный источник напряжения, первый реэистивный делитель напряжения, ключи, управ ляющие входы которых соединены с выходом задатчика кода, первый операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, первый коммутатор, п входов которого соедине ны со средними точками и первыми входами сравниваемых и образцового резис тивных масштабирующих преобразователей соответственно, а два выхода коммутатора соединены соответственно с. инвертирующимвходом и выходом второго операционного усилителя, компенсатор, включающий элемент сравнения, регистрирующий блок, цифроаналоговьш преобразователь, причем выход второго операционного усилителя соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя компенсатора, второй вход .которого соединен с выходом автономного источника напряжения регулируемого источника напряжения и входом блока задания масштаба р а выход цифро аналогового преобразователя компенсатора соединен с первым входом элеменI4та сравнения компенсатора, второй вход которого соединен через пёреклю- чатель с выходом блока задания масштаба, а выход элемента сравнения компенсатора соединен с управляющим входом цифроаналогового преобразователя и со входом его регистрирующего блока, блок задания масштаба, включающий последовательно соединенные аналоговые, ключи, выход которых соединен со входом задатчика масштаба, и второго резистивного делителя напряжения, дополнительно введены инвертирующий усилитель напряжения и второй коммутатор два подвижных . контакта которого сое-: динены со вторыми входами резистивных масштабирующих преобразователей и неинвертирующим входом второго операционного усилителя, соответственно, а первый неподвижный контакт второго . коммутатора соединен с выходом инвертирующего усилителя напряжения, второй и третий - с общей шиной, четвертый - Г выходом первого операционного усилителя и входом инвертирующего усилителя напряжения соответственно. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей состоит из регулируемого источника напряжения, вьшолненного в виде цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 1, содержащего автономный источник напряжения 2, основной резистивный делитель напряжения 3, аналоговые ключи 4, первьй операционный усилитель 5 и резистор обратной связи 6,-задатчика 7 кода, задатчика 8 масштаба, блока 9 задания масштаба, содержащего аналоговые ключи 10 и дополнительный делитель 11, первого коммутатора 12,второго операционного усилителя 13,переключателя 14, компенсатора 1.S, содержащего элемент 16 сравнения, цифроаналоговьш преобразователь 17 и регистрирующий блок 18, образцЪвого резистивного масштабирующего преобразователя 19, инвертирующего усилителя 20 и второго коммутатора 21. Устройство работает следующим образом. При измерении относительной разности отношений резисторов контакт коммутатора 21 установлен в положение О. Работа устройства происходит в два или более тактов в зависимости от числа отношений резистоipoB, сравниваемых с отношением R /R первом такте, когда контакт татора 12 находится в положении Г, производится регулировка устройства на отношение Ri/R относительно которого производится измерение ошибки отношения и других отношений При этом компенсатор работает в режи ме нуль-органа, для чего все аналоговые ключи ЦАП I7 соединены со вход ной клеммой компенсатора, соединенного с выходом второго операционного усилителя 13. При этом на выходе вто рого операционного усилителя 13 уста навливается сигнал, равный и Е-х X KUL RV/RJJ (где Е - напряжение источника 2; Kyi - модуль коэффициента передачи ЦАП 1), а на выходе блока задания масштаба 9, у которого коэффициент передачи напряжения Е источника 2 равен М, напряжение равно . При неравенстве U, U. элемент 16 ср авнения- срабатьшает и сигн лизирует о необходимости регулирорки Кц. С помощью задатчика 7 кода прово дится регулировка коэффициента Кц та чтобы выполнялось равенство Е К., X R./R МЕ, т. е. устанавливаетс коэффициент Кц ). На следующем такте коммутатор 12 устанавливают в положение II. При этом разность напряжений ли-Ек . где К - рёгулируеьшй коэффициент передачи делителя ЦАП 17, сравнивается в компенсаторе I5 с напряжением на ЦАП 17 R /RA-R IR t-K-ME RjRi

и в регистрирующий блок 18 заносится отсчет- ,

R |R4-Ri/Ri

к-м

R,/R2 в общем случае

HlRyi4 -Ril«g

RWR2

.Для получения информации о соотношении отношений R,/R переключатель 1 4. переключается из исходного положения в положение 2, соедиR-« + R3L

М,

Ц

45

где К.ц - модуль коэффициента передачи инвертирующего усилителя 20.

50 Во втором такте коммутатор 12 ус танавхшвается в положение II и разность

/iU-ЕКцК -МЕ--,

55

Juu /tRl+«2)()

) ненное с общей шиной. При этом напряжение на выходе усилителя 13 М Е ((/ сравнивается компенсатором 15 с напряжением на ЦАП 17 К« Е « М- Е (Ра/Кд)/() Р гистрирующем устройстве 18 заносится отсчет При этом же положении пе| едалочатег ля 14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и регулируя коэффициент отношения К образцового резистивного масштабирующего преобразователя 1 до равенства получается на образцовом преобразователе 19 информация об отношении RV/ 2 /«2 в режиме измерения относительного отклонения коэффициента деления Kj( Rj/(R + R2) от номинального своего значения либо от значения Kj, « R-/(Re+ Rj) второй коммутатор 21 устанавливается в положение К, а переключатель 14 - в положение I. В первом такте коммутатор 12 устанавли- вается в положение Г, а ключи ЦЛП 17 компенсатора 15 соединены с выходом усилителя 13. В этом случае устройство 16 сравнения срабатывает и сигнализирует о неравенстве напряжений, прстулающих на его вход U. Е Кц К В7 Изменяя состояние ЦАП 1 с помощью задатчика кода 4 по- . лучается равенство

15 с насравнивается в компенсаторе пряжением на ЦАП 17

КЕ ME М/(-1 )-P.y(R3±j

«,J

Э 3

где К - регулируемый коэффициент передачи делителя ЦАП 17 и в регистрирующий блок 18 заносится отсчет

RU/(RH + Rai) - (R3 + М

К М

f4/(

V

а в общем случае

Rn4-i/(RK + RVIH) - Rt,/(+ Кд)

К М

R,/TR,

V)

Для получения информации о соотношении коэффициентов деления R2/(Rj + + R) и /(2 4 переключатель 14 устанавливается в положение | . При этом напряжение на выходе дополнительного усилителя 13

R2/(R + R

ME

vK,

15 с насравнивается в компенсаторе пряжением с ЦАП 17

R2/(R-« RX)

КЕ « ME

%/(Кз

и в регистрирующем устройстве 18 заносится отсчет

(t4 -I- Rg)

К М

)

При этом же положении переключателя 14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и образцовый преобразователь 19, получается информация о значении Rjt/(R + R) на образцовом масштабном преобразователе. Предлагаемое устройство обладает расшир нными функциональными возможностями.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей, содержащее регулируемый источник напряжения, включаю1ций последовательно соединенные автономный источник н.Ифяжения, первый резистивный делитель напряже1 ия, ключи, управляющие входы которых соединены с выходом задатчика кода, первый операционный усилитель с резистором в

цепи отрицательной обратной связи, первый коммутатор, п входов которого соединены со средними точками и первыми входами сравниваемых и образцового резистивных масштабирующих прр- ,

образователей соответственно, а два выхода коммутатора соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом второго операционного усилителя, компенсатор, включающий элемент

5 сравнения, регистрирующий блок, цифроаналоговый преобразователь, причем выход второго операционного усилителя соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя компенсатора, второй вход которого соединен с выходом автономного источника напряжения регулируемого источника напряжения и входом блока задания масштаба, а выход цифроаналогового преобразователя компенсатора соединен с первым входом элемента сравнения компенсатора, второй вход которого соединен через переключатель с выходом блока задания масштаба, а выход элемента сравнения компенсатора соединен с управляющим входом цифроаналогового преобразователя компенсатора и входом его регистрирующего блока, блок задания масштаба, включающий последовательно соединенные аналоговые ключи, выход которых соединен со входом задатчика масштаба и второго резистивного делителя напряжения, о т-л и чающееся тем , что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены инвертирующий усилитель напряжения и второй коммутатор, два подвижных контакта которого соединены со вторыми входами резистивных масштабирующих преобразователей и инвертирующим входом второго операционного усилителя соответственно, первый неподвижный контакт второго коммутатора соединен с выходом инвертирующего усилителя напряжения, второй и тоетий - с общей шиной, четвертый - с выходом первого операционного усилителя и входом инвертирующего усилителя напряжения соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское синдетельство ССС1 № 6614П, кл. G 01 R 27/00, 1979 (прототип).