Цифровой омметр

 

ЦИФРОВОЙ ОММЕТР, содержащий источник опорного напряжения, один вывод которого соединен с общей шиной, операционный усилитель, эталонный резистор, один вывод которого соединен с общей шиной, клеммы для подключения измеряемого резистора , одна из которых соединена с общей шиной, интегрирующий конденсатор , первый вывод которого соединен с другой клеммой для подключения измеряемого резистора, с первым входом компаратора и с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод интегрирующего конденсатора соединен с другим выводом эталонного резистора и вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом блока счета и управления , управлякмцие выходы которого соединены с входами управления первого и второго ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий и четвертый ключи , первые вьшоды которых соединены с вторым выводом интегрирующего конденсатора, вторые выводы третьего и четвертого ключей соединены с вторыми выводами первого и второго ключей, вторые выводы первого и третьего ключей соединены сл с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторыми выводами второго и четвертого ключей, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом источника опорного напряжения, управляющие выходы блока счега и управления соединены с входами управления тре05 тьего и четвертого ключей. сл го I;D

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИН () 9) (11) )

Set t„.-

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3399116/18-21 (22) 22.02.82 (46) 15.07.85. Бюл. И 26 (72) А.С. Баран, А.К. Баринов, Б.С. Голубь, А.И. Кузнецов и Л.Р ° Хайтин (53) 621.317.734 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 454506, кл. G 01 R 27/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 480026, кл. С 01 К 27/00, 1976. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ОММЕТР, содержащий источник опорного напряжения, один вывод которого соединен с общей шиной, операционный усилитель, эталонный резистор, один вывод которого соединен с общей шиной, клеммы для подключения измеряемого резистора, одна иэ которых соединена с общей шиной, интегрирующий конден- . сатор, первый вывод которого соединен с другой клеммой для подключения измеряемого резистора, с первым входом компаратора и с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод. интегрирующего конден(s1)4 С 01 R 27/00 // G 01 R 17 02 сатора соединен с другим выводом эталонного резистора и вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом блока счета и управления, управляющие выходы которого соединены с входами управления первого и второго ключей, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены третий и четвертый ключи, первые выводы которых соединены с вторым выводом интегрирующего конденсатора, вторые выводы третьего и четвертого ключей соединены с вторыми выводами первого и второго ключей, вторые выводы первого и третьего ключей соединены с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторыми выводами второго и четвертого ключей, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом источника опорного напряжения, управляющие выходы блока счета и управления соединены с входами управления третьего и четвертого ключей.

1167529

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известен времяимпульсный пифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения, балластный резистор, интег- 5 ратор, выполненный в виде операционного усилителя с входным резистором, интегрирующим конденсатором, включенным между его выходом и инвертирующим входом, ключа, включен- 10 ного параллельно интегрирующему конденсатору, компаратора и цифрового счетно-управляющего устройства (1), Недостатком цифрового омметра является низкая точность, обус- 15 ловленная влиянием на результат измерения параметров времязадающей цепи интегратора и напряжений смещения нулевого уровня компаратора и операционного усилителя интегра,тора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифровой омметр двухтактного интегриро» вания, содержащий источник опорного 25 напряжения с подключенным к нему делителем напряжения, верхнее плечо которого является балластным резистором, а нижнее — резистором, сопротивление которого измеряется.

Первая обкладка интегрирующего конденсатора соединена с входом компаратора и через второй ключ — с источником разрядного тока, вторая обкладка интегрирующего конденса35 тора соединена с общим проводом, выход компаратора подключен к измерителю временных интервалов, преобразующему время в код, и к входу схемы управления, состоящей иэ 40 генератора и триггера

Недостатком цифрового омметра является аддитивная и мультипликативная погрешности, а также нелинейность, связанные с напряжением смещения нулевого уровня преобразователя напряжение — ток, что обус" ловливает его низкую точность.

Целью изобретения является повышение точности преобразования цифрового омметра.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения, один вывод которого соединен с об- 55 щей шиной,,операциойный усилитель, эталонный рМйстор,.один вывод которого соединен с общей шиной, клеммы для подключения измеряемого резистора, одна из которых соединена с общей шиной, интегрирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с другой клеммой для подключения измеряемого резистора, с первым входом компаратора и с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод интегрирующего конденсатора соединен с другим выводом эталонного резистора и вторым входом комп, выход которого соединен с входом блока счета и управления, управляющие выходы которого соединены с входами управления первого и второго ключей, введены третий и четвертый ключи, первые выводы которых соединены с вторым выводом интегрирующего конденсатора, вторые выводы третьего и четвертого ключей соединены с вторыми выводами первого и второго ключей, вторые выводы первого и третьего ключей соединены с инвертирующнм входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторыми выводами второго и четвертого ключей, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом источника опорного напряжения, управляющие выходы блока счета и управления соединены с входами управления третьего и четвертого ключей.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового омметра; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу цифрового омметра.

Цифровой омметр содержит клеммы для подключения измеряемого резистора 1, эталонный резистор 2, источник 3 опорного напряжения, операционный усилитель 4, интегрирующий конденсатор 5, ключи 6 — 9, компаратор 10, блок 11 счета и управления.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в момент времени, предшествующий начальному, ключи 6 и 9 замкнуты, на интегрирующем конденсаторе 5 условно отрицательное напряжение, а выход компаратора 10 находится в состоянии логического нуля. В момент прихода сигнала "Пуск" на управляющих выходах блока 11 счета и управления появляются сигналы, инициирующие переключение ключей, 3 1

При этом ключи 6 и 9 размыкаются, ключи "7 и 8 замыкаются. Напряжение

Up йа инвертирующем входе операционного усилителя 4 равно

U =U„+U ) (1)

rye Ucn — опорное„напряжение;

U приведенное к входу напряжение смещения нулевого уровня операционного усилителя.

Поэтому в момент переключения через эталонный резистор 2, сопротивление которого равно R z и интегрирующий конденсатор 5, емкость которого равна С, течет ток I,, равный

П4 Поп + Бсм

I (2) эт эт интегрирующий конденсатор 5 начинает заряжаться. В момент, когда напряжение на нем становится равным нулю, переключается компаратор 10, на его выходе появляется логическая единица и начинается отсчет интервала времени первого такта интегрирования TI блоком 11 счета и управления.

За время первого такта интегрирования Т« напряжение на интегрирующем конденсаторе 5 достигает величины U с

Uon + Uc

I су (4) Время полного разряда Интегриру1п ющего конденсатора 5 равно Т и фикх сируется в момент переключения выхода компаратора 10 из состояния логической единицы в логический нуль.

В этот момент на информационном выходе блока 11 счета и управления появляется код N» Т».

Найдем длительность интервала времени Т„ из условия

U=0 с2 где U — напряжение на интегрирующем конденсаторе в момент окончания второго такта интегрирования

U =U — — — Т= О

С2

cZ ci g X

30 откуда получим

R»

Т„= —,— Т,, эт (6) 16?529 4 ни Т».. Во втором такте ток Т, разс в ряжающий интегрирующий конденсатор 5,. равен току через измеряемый резистор 1, сопротивление которого равно R», и определяется выражением

U = — — Т = — — — — Т ., (3) а R .C f ° эт

Второй такт интегрирования начинается по истечении интервала времени Т, тогда по сигналам от блока 11 счета и управления размыкаются клю-= I чи 7, 8, замыкаются ключи 6, 9 и начинается отсчет интервала времеИз выражения (6) видно, что длительность выходного интервала вре35 мени Тх не имеет составляющих аддитивной и мультипликативной погрешностей, а также погрешности нелинейности, обусловленных напряжением

4О смещения нулевого уРовня операционного усилителя, что повышает точность цифрового омметра.

3167529

1167529 г.2

Составитель В. Семенчук

Редактор И. Рыбченко ТехредЛ.Микеш Корректор Л. Бескид

Заказ 4431/43 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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