Цифровой омметр

 

1.ЦИФРОВОЙ ОММЕТР, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, состоящий из последовательно соединенных источника опорного напряжения и параллельного делителя напряжения, два переключателя, добавочный и прецизионный резисторы, аналого-цифровой преобразователь , причем выход источника onoi ного напряжения соединен с одним неподвижным контактом первого переключателя , выход параллельного делителя напряжения соединен с другим неподвижным контактом, первого переключателя, подвижный контакт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго переключателя, один не подвижный контакт которого через прецизионный резистор соедишн с общей шиной и входным зажимом омметра, другой входной заж1Ш соединен с вторым неподвижным контактом второго перекл1очатепя , отличающийся тем, что, с цепью повышения точности измерения , в него введены неинвертирующий повторитель напряжения, усилитель разности двух напряжений и блок деления и вычитания кодов, причем подвижный контакт второго переключателя соединен через неинвертирующий повторитель напряжения с однщу входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом с усилители разности двух напряжений, подвижный контакт первого переключате (Л ля соединен с другим входом усипитепя разности двух напряжений, выход которого соэдинен с другим входом аналого-цифро вого преобразователя, выход которого через блок деления и вычитания кодов соединен с управляющим входом параллельного делителя напряжения, а третий вход усилителя разности двух напряжений соединен с общей шиной омметра. ел 2. Омметр поп. l,oтличaющ и и с я тем, что неинвертирующнй 4 повторитель напряжения и усилитель раэел . ноет и двух напряжений выполнены на базе 4 операционных усилителей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК. З(5п G 01 К 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3471 904/1 8-21 (22) 14.07.82 (46) 30.10.83, Бюп. и 40 (72) T. M. Апиев, Х.А, Исмайпов и А, А. Тер-Хачатуров (71 ) Азербайджанский нефтехимический институт им. М.Азизбекова (53) 621.317.333 (088.8) (56) 1. Апиев Т. М., Сейдепь Л. P.

Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измеритепьных приборов. М., Энергия, 1975, с. 164.

2 ° Авторское свидетепьство СССР

М 789896, кп. Cj 01 Я 27/02, 1978 (прототип). (5 4) (5 7) 1. 1ЛИФРОВОЙ ОМ МЕТР, содержаший цифро-аналоговый преобразоватепь, состояший из поспедоватепьно соединенных источника опорного напряжения и параплепьного депитепя напряжения, два перекпючатепя, добавочный и прецизионный резисторы, анапого-цифровой преобразователь, причем выход источника опорного напряжения соединен с одним неподвижным контактом первого перекпючатепя, выход параппельного депитепя напряжения соединен с другим неподвижным контактом, первого переключателя, подвижный контакт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго перекпючатепя, один не

„„SU„„1051454 А подвижный контакт которого через прецизионный резистор соединен с обшей шиной и вхоцным зажимом омметра, другой входной зажим соединен с вторым неподвижным контактом второго перекпючатепя, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения точности изме рения, в него введены неинвертируюший повторитель напряжения, усипитепь разности двух напряжений и бпок депения и вычитания кодов, причем подвижный кон такт второго перекпючатепя соецинен через неинвертируюший повторитепь напряжения с одним входом анапого-цифрового преобразоватепя и первым входом усипитеп разности цвух напряжений, Pg подвижный контакт первого перекпючатепя соединен с другим входом усипитепя разности двух напряжений, выход которого Св соединен с другим входом аналого-цифро вого преобразоватепя, выход которого через бпок депения и вычитания кодов соединен с управпяюшим входом TIapall- . пепьного депитепя напряжения, а третий вход усипитепя разности двух напряжений соединен с обшей шиной омметра.

2. Омметр по п. 1, о т п и ч а ю! р ш и и с я тем, что неинвертируюший повторитепь напряжения и усипитепь раз-,, ности двух напряжений выпопнены на базе операционных усипитепей.

1051454

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено цля цифрового измерения активных сопротиг лений резисторов.

Известен цифровой омметр, содержащий псточнйк опорного напряжения, который через добавочный резистор подклюен к входу аналого-цифрового преобразователя напряжения и подвижному контакту переклкчатепя, один неподвижный контакт 1О которого соединен с выходом цифроаналового преобразователя сопротивления, а другой — с измеряемым резистором, причем выход аналого-цифрового преобразователя напряжения соединен с управляю !5 щим входом цифроаналогового преобра-зователя сопротивления (1) .

13 известном цифровом омметре для повышения точности измерения применяется ите рацио нш- и ме то д автомат ич еской коррекции погрешностей, в результате чего производится коррекция систематических погрешностей основной измеритель ной цепи. Точность цифрового омметра определяется погрешностью цифроаналого- 25 вого преобразователя сопротивления, который обладает следующими недостатками: для получения высокой точности преобразования резисторы должны коммутироват ся контактными ключами, которые абла- ЗО дают низким быстродействием, малой надежнбстью и большими габаритами; использование бесконтактных хлючей усложняют цепи управления последними; так как резисторы отдельных разрядов соединены последовательно, то параэитные ЭДС и сопротивления ключей суммируются; применяются резисторы различных номиналов в разрядах, что затрудняет их построение; изготовление низкоомных высокоточных и высокостабильных резисторов является сложной задачей, что затрудняет использование известного омметра для получения высокой точности цри измерении малых сопротивлений.

Наиболее близким к предлагаемому

О является цифровой омметр, содержащий цифроаналоговый преобразователь, состоящий из последовательно соединенных источника опорного напряжения и параллельного делителя напряжения, цва переключателя, добавочный и прецизионный резисторы, аналого-цифровой преобразова тель, причем выход источника опорного напряжения соединен с одним неподвиж55 ным контактой первого переключателя, выхоц параллельного делителя напряжения соединен с другим неподвижным контактом первого переключателя, подвижный контакт которого через добавочный резистор соецинен с подвижным контактом второго переключателя, один неподвижн и контакт которого через прецизионный резистор соецинен с общей шиной и входным зажимом омметра, а другой вхоцной зажимс вторым неподвижным контактом второго переключателя (2) .

Звездообразные делители напряжения обладают высокими метрологическими характеристиками, и имеют постоянное вы ходное сопротивление, не зависящее от коэффициента деления, Поэтому использование такого пелителя в известном омметре для получения более высокой точности эффективно при измерении сравнительно больших сопротивлений. При измерении малых сопротивлений влияние выходного сопротивления делителя напряжения приводит к неполной коррекции погрешности преобразования сопротивления в напряжение (оно оказывается последовательно соединенным с сопротивлениями R и Яод и входит в цепь обратного преобразования), что ограничивает точность преобразования.

° Бель изобретения — повышение точности измерения цифрового омметра.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой омметр, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, состоящий из последовательно соединенных источника опорного напряжения и параллельного делителя напряжения, цва переключателя, добавочный и прецизионный резисторы, аналогс-цифровой преобразователь, причем выход источника опорного напряжения соединен с одним неподвижным контактом первого переключателя, выход параллельного делителя напряжения соединен с другим неподвижным контактом первого переключателя, подвижный контакт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго переключателя, один непоцвижный контакт которого через прецизионный резистор соединен с общей шиной и входным зажимом омметра, другой входной зажим соединен с вторым неподвижным контактом . второго переключателя, введены неинвертирующий повторитель напряжения, усилитель разности двух напряжений и блок деления . и вычитания кодов, причем подвижный контакт второго переключателя соединен через неинвертирующий повторитель напряжения с одним вхоцом аналого-цифрового преобразователя и первым входом усилителя разности двух напряжений, подвижный контакт

1051 454 первого переключателя соединен с другим входом усилителя разности двух напряжений, выход которого соецинен с цругг.л входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через блок деления и вычитания кодов соединен с управляющим входом параллельного делителя напряжения, третий вход усилителя разности двух напряжений соединен с обшей шиной омметра. 10

Неинвертируюший повторитель напряжения и усилитель разности двух напряжений выполнены на базе операционных усилителей.

На чертеже представлена структурная 15 схема цифрового омметра. цифровой омметр содержит последовательно соединенные источник 1 опорного напряжения, параллельный целитель

2 напряжения, составляющие пифроанало- г0 говый преобразователь 3 напряжения, выход которого соединен с первым переключателем 4, добавочный резистор 5 (Rg ), который через второй переключатель 6 соецинен с измеряемым 7 (Rx) 25 и прецизионным 8 (Кл ) резисторами, неинвертируюший повторитель 9 напряжения, выполненный на операционном усилителе 10, усилитель 11 разности двух напряжений, построенный HB операционном 3 усилителе 12 и на резисторах 13»16, последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь 17 и блок 18 деления и. вычитания кодов, выход которого соединен с параллельным делителем

2 напряжения.

35 цифровой омметр работает следующим . образом.

При нахождении переключателей 4 и 6 в положении а выходное напряжение .

40 повторителя 9 определяется выражением

"о "x (1)

u„=

Ъ

Rg""õ где 0о - выходное напряжение источни- 45 ка 1.

При равенстве резисторов 13-16 вы . . ходное напряжение разности усилителя

11 равно 4= ((о = 50

"Я+ "х "g+" к

Отношение этих напряжений, определяемое аналого-цифровым преобразователем

17 и блоком 18 деления кодов, прямо пропорционально измеряемому сопротив 55 пению 4 131 к

Выходное коц Yz блока 18 при помо( ши цифроаналогового преобразователя 3 напряжения преобразуется в напряжение (J1„, и переключатели 4 и 6 переводятся в положение в. В атом случае выходное напряжение повторителя 9 и усилителя

11 разности соответственно определяю( ся вы ражениим и о„я„, Щ М

0,= Ч0

" Й "u,""g ï

U(,gÄ uk г 1 +1 +1

I где Rq - выходное сопротивление денителя 2, которое оказывается последовательно соединенным с Rg и Йл .

Отношение полученных напряжений не зависит от выходного сопротивления делителя 2 Ц Кц .ъ ()т

Мi

Полученная кодовая величина юо вычитаетсЯ из кода 1о в блоке 18 депения,и вычитания кодов, а к полученной разности прибавляется код 3о при повторном измерении Кх

Полученный первый скорректированный результат 1 1 измерения Rg вновь преобразуется в напряжение и находится отношение, напряжений

Й Ь,= "П, (Uu,= 1) ßI5 „„ Qg>Яг, Д „+Rgb/ï

Полученный код вычитается из 11, и к полученной разности прибавляется код . Получается второй скорректированный результат Y2 измерения Rx . Далее измерительно-вычислительный процесс повторяется.

Процессы аналого-цифрового преобразования, деления и вычитания колов могут быть совмешены в одном аналогоцифровом преобразователе частотного преобразования. При этом преобразователь наI пряжения О1 или 0,1 в частоту может быть построен на базе интегратора, а в качестве опорного напряжения преобразователь может использовать выходное на:

I пряжение () или (1< усилителя 11 разности. Выходная частота будет пропорциональна отношению 1„(Д (или g q @ 1 ) °

Вычитание кодов может осуществляться реверсивным счетчиком. Использование частотного преобразования обеспечивает высокую помехозащищенность. Такого же эффекта можно добиться при использоЛнии двухтактного принципа аналого-пифро1051454

Составитель О. Панчерников

Редактор М. Ткач Техред М.Талер Корректор М. немчик

Заказ 8G58/44 Тираж 710 Подпис ное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вого преобразованы с реверсивным счетчиком, при этом автоматически будет õ г определяться отношение р или

И осушествлятьсл Bbt÷èòàíêå соответстB HX KOAOB.

Использование измерителя отношенил предъявляется к точности как напряжения

0р и выходного напряжения Ия цифроаналогового преобразователя 3 менее жесткие требования, чем в прототипе.

Поэтому они могут быть построены на простых элементах, что позволит обеспечить высокую надежность.

Точность измерения будет определять ся погрешностью прецизионного резисторов высокого класса точности. .Таким образом, в предлагаемом цифровом омметре с помощью простых средств достигается высокая точность.