Преобразователь сопротивления в напряжение

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий источник опорного напряжения, соединенный через токозадающий резистор с инвертирующим входом первого операционного усилителя, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования в него введены два дополнительней операционных усилителя с двумя последовательно соединенными резисторами, включенными между выходом и инвертирующим входом дополнительных операционных усилителей, общие выводы резисторов соединены с зажимами для подключения преобразуемого резистора. две цепи из последовательно соединенных источников питания, параллельно которым подсоединены делители напряжения питания, выполненные в виде последовательно соединенных одного резистора, регулируемого резистора и другого резистора, причем общий вывод источников питания обеих цепей соединен через ограничительные резисторы соответственно с неинвертирукицим входом одного и другого дополнительных операционных усилителей, a третьи выводы одного и другого регулируемых резисторов соответственно соединены с неинвер9 тирукицим }1 инвертирующим входами другого дополнительного операционного усилителя, вход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом одного дополнительного операционного усилителя, a выход первого операционного усилителя соединен с неинвертирукщим входом другого дополнительного опералионного усилителя и является выхопом преобразователя. 05 СО

ИВ

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (И) д ц G 01 и 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3347986/18-21 (22) 19.10.81 (46) 07.08.84. Бюл. N- 29 (72) В.И.Иихирев (53) 621.3 17.75 (088.8) (56) 1. Справочник по радиоизмерительным приборам. Под ред. В.С.Насонова, т. 1, М., "Советское радио", 1976, с. 14-15. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий источник опорного напряжения, соединенный через токозадающий резистор с инвертирующим входом первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования в него введены два дополнительных операционных усилителя с двумя последовательно соединенными резисторами, включенными между выходом и инвертирующим входом дополнительных операционных усилителей, общие выводы резисторов соединены с зажимами для подключения преобразуемого резистора, две цепи из последовательно соединенных источников питания, параллельно которым подсоединены делители напряжения питания, выполненные в виде последовательно соединенных одного резистора, регулируемого резистора и другого резистора, причем общий вывод источников питания обеих цепей соединен через ограничительные резисторы соответственно с неинвертирующим входом одного и другого дополнительных операционных усилителей, а третьи выводы одного и другого регулируемых резисторов соответственно соединены с неинвертирующим .и инвертирукщим входами другого дополнительного операционного усилителя, вход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом одного дополнительного операционного усилителя, а выход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом другого дополнительного опера..монного усилителя и является выходом преобразователя.

1107069

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях сопротивления.

Известен преобразователь сопротивления в напряжение, содержащий источник опорного напряжения, токоэадающий резистор и опер..ционный усилитель с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению (1,", 10

Недостатком известного устройства является погрешность преобразования, обусловленная наличием последовательного соединения сопротивления

R„ цепей, соединяющих преобразуемое 15 сопротивление с входом и выходом операционного усилителя. Эта погрешность может быть существенной, когда преобразуемое сопротивление сравнимо или меньше R„. 20

Цель изобретения — уменьшение погрешности преобразования.

Цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления в напряжение, содержащий источник опорного 2. > напряжения, соединенный через токозадающий резистор с инвертирующим входом первого операционного усилителя, введены два дополнительных операционных усилителя с двумя последова — 30 тельно соединенными резисторами, включенными между выходом и инвертирующим входом дополнительных операционных усилителей, общие выводы резисторов соединены с зажимами для

35 подключения преобразуемого резистора, две цепи из последовательно соединенных источников питания, параллельно которым подсоединены делители напряжения питания, выполненные в виде последовательно соединенных одного резистора, регулируемого резистора и другого резистора, причем общий вывод источников питания обеих цепей соединен через ограничительные резисторы соответственно с неинвертирующим входом одного и другого дополнительных операционных усилителей, а третьи выводы одного и другого регулируемых резисторов соответственно соединены

50 с неинвертирующим и инвертирующим входами другого дополнительного операцион ного усилителя, вход первого операционного усилителя соединен с неинвертируюшим входом одного дополнительного операционного усилителя, 55 а выход первого операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом другогс дополнительного операционного усилителя и является выходом преобразователя.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит первый операционный усилитель I, параллельно которому подключен источник 2 опорного напряжения через токозадающий резистор 3 (Rz), один дополнительный операционный усилитель 4, другой дополнительный операционный усилитель 5, преобразуемый резистор 6 (R„), последовательно соединенные источники 7 и 8 питания поЭ следовательно соединенные источники

9 и 10 питания, резисторы 11 — 14 (R R ), резисторы 15-17 (R -R ) и резисторы 18-20 (R -R ) дели елей

8 1о напряжения питания и резисторы 21 и 22 (К -К„).

Полюс А преобразуемого резистора

6 включен в цепь отрицательной обратной связи дополнительного операционного усилителя 4, а неинвертирующие входы дополнительных операционных усилителей 4 и 5 соединены соответстгенно с входом и выходом операционного усилителя 1.

Работа преобразователя заключается в следующем.

Операционный усилитель 1 преобразует в напряжение полное сопротивление, подключенное между его инвертирующим входом и выходом. Неинвертирующие входы операционных усилителей 4 и 5 соединены с инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 1. Операционные усилители 4 и 5 обеспечивают замыкание полюсов

А и В с неинвертирующими входами операционных усилителей 4 и 5.

Неиивентирующее включение дополнительных операционных усилителей

4 и 5 обеспечивается соединением их неинвертирующих входов с соответствующими общими точками источников питания через резисторы 21 и 22. Неидеальность замыкания полюсов А и В на инвертирующпй вход и выход операционного усилителя 1 компенсируется р«гу жировкой по постоянному току с помощью резисторов 18-20 делителя напряжения питания одного из дополни тельных операционных усилителей и 5.

Отсу rcTH>l«ш3;нтирования преобра 3óåìîãо резистора 6 ч«ре 3 дополнительныс on«рационные уси: ители 4 и

Э 1107

5 обеспечивается выбором отдельных источников питания для них. Компенсация токов утечки между неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и 5 достигается при больших преобразуемых резисторах с помощью резисторов 15-17 делителя напряжения питания одного из дополнительных операционных усилителей 4 и 5 на неннвертирующий l0 вход другого.

Вследствие неидентичности дополнительных операционных усилителей и их источников питания между неинвертирующими входами дополнительных операционных .усилителей возникает (при отключенном операционном усилителе 1) разность потенциалов, приводящая к погрешности преобразования. Для исключения эточ погрешности введены две регулировки.

Установка нулевого напряжения между неинвертирующими входами дополните.. ы: операционных усилителей 4 и

5 производится регулировкой по инвертирующему входу одного из дополнительных операционных усилителей

4 или 5 напряжения смещения, снимаемого с источников 7 или 8 питания этого операционного усилителя (компенсация последовательным источником) . Симметрирование преобразователя при R„ Ф О, т.е. установка нулевого напряжения неинвертирующими входами дополнительных операционных

35 усилителей 4 и -5, производится подачей на неинвертирующий вход одного из дополнительных операционных усилителей 4 и 5 регулируемого напряже069 4 ния с делителя напряжения источника питания 9 и 10 другого дополнительного операционного усилителя 5 (компенсация параллельным источником).

На чертеже показано соединение неинвертирующего входа операционного усилителя 5 через делитель напряжения на резисторах 15-17 с источниками 7 и 8 питания операционного усилителя 4.

Регулировка преобразователя осуществляется следующим образом.

Требуемый коэффициент пропорциональности устанавливают между преобразуемым резистором 6 и выходным напряжением путем выбора U u Rg.

Регулировкой по инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя 4 при R = 0 устанавливают напряжение между неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и 5, равное нулю (при отключенном операционном усилите-ле 1), а регулировкой по неинвертирующему входу дополнительного операционного усилителя 4 при R Ф 0 х напряжение между неинвертирующими входами дополнительных операционных усилителей 4 и 5, равное нулю. Операционный усилитель 1 соединяют с дополнительными операционными усилителями и преобразователь готов к работе.

При включении преобразуемого сопротивления по предлагаемой схеме выходное напряжение преобразователя останется таким же, как и при непосредственном подключении его к операционному усилителю.

1107069

Составитель Л.Сорокина

Техред Л.Коцюбняк Корректор А.Тяско

Редактор А. Козориз

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5752/31 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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