Устройство для измерения номиналов электрических цепей

 

Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах для измерения параметров , резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, входящих в состав печатных узлов. Устройство для измерения номиналов электрических цепей содержит источник 1 опорного напряжения , дифференциальный усилитель (у) 2, содержащий операционный У 3 и образцовые резисторы (р) 4-7, ключи 8-13, измеряемую цепь 14, содержащую измеряемый элемент (э) 15 и шунтирукяцие Э 16, 17, операционный У 18, образцовый Р 19, повторитель 20 напряжения и блок 21 измерения. Изобретение повышает точность измерений путем уменьшения влияния ключей измерительной цепи на результат измерения. 1 ил. (Л со о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1347040 А 1 (51)4 G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4023727/24-21 (22) 14.02.86 (46) 23.10,87, Бюл. М 39 (71) Винницкий политехнический институт (72) Н. П. Байда, А. М. Роик, В. Т; Шцилевой и В. И. Месюра (53) 621.317.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 308387, кл. G 01 R 27/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

И 1187101, кл. G 01 R 27/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НОМИНАJIOB ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (57) Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах для измерения параметр в. резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, входящих в состав печатных узлов. Устройство для измерения номиналов электрических цепей содержит источник 1 опорного напряжения, дифференциальный усилитель (У) 2, содержащий операционный У 3 и образцовые резисторы (Р) 4-7, ключи 8-13, измеряемую цепь 14, содержащую измеряемый элемент (Э) 15 и шунтирующие Э 16, 17, операционный

У 18, образцовый P 19, повторитель

20 напряжения и блок 21 измерения.

Изобретение повышает точность измерений путем уменьшения влияния ключей измерительной цепи на результат измерения. I ил.

1 !34704

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных измерительных системах для из5 мерения параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей, входящих в состав печатных узлов.

Цель изобретения — повышение точности измерений, путем уменьшения влияния ключей измерительной цепи на результат измерения.

На чертеже показана блок-схема устройства для измерения номиналов электрических цепей. 15

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 2, выполненный на операционном усилителе 3 и образцовых резисторах 4-7, ключи 8-!3 для под- 2р ключения измеряемой цепи 14, содержащей измеряемый 15 и шунтирующие !6 и 17 элементы, операционный усилитель 18, первый образцовый резистор

19, повторитель 20 напряжения и блок 25

21 измерения, Причем источник 1 опорного напряжения через образцовый резистор 4 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 3, который че — 3п рез последовательно соединенные об. разцовый резистор 5 и ключи 8 и 13 охвачен отрицательной обратной связью, первый узел измеряемой электрической цепи 14 соединен с общей точ35 кой ключей 8 и 13, второй — с общей точкой соединения ключей 10 и 11 а третий через ключ 10 — с общей шиной и через ключ 11 с неинвертирующим входом операционного усилителя 18, ин-4 вертирующий вход которого соединен с вторым выводом ключа 9 и с входом повторителя 20 напряжения, выход которого соединен с общей шиной через последовательно соединенные образцовые резисторы 6 и ?, общая точка соединения которых соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя 3, второй вывод ключа 12 через образцовый резистор 19 соединен с выходом операционного усилителя 18, вход блока 21 измерения соединен параллельно образцовому резистору 19.

Устройство для измерения номина". лов электрических цепей работает сле55 дующим образом, Источник 1 опорного напряжения формирует тестовое воздействие U которое поступает на образцовый реR5+гз о

Б В

2 ;б гз где R, R, R, R> — соответственно со4 5 б противления образцовых резисторов

4, 5, 6, 7;

r r †.сопротивления заик!

1 О нутых ключей 8 и 13;

Z,, — импеданс шунтирующего элемента 16.

При этом на инвертирующем входе операционного усилителя 18 устанавливается напряжение 2.R

2 с +г

16 10

2 + о Н R5+R г )

1б ю R +R )R й. При условии R = R после проведе7 6 ния преобразований выражения для !. и U принимают вид

В + г о

2 с .,Е. + г ) -г, (R,Â,+ã ) 0 2 зистор 4 дифференциального усилителя .2, охваченного отрицательной и положительной обратной связью, Отрицательная обратная связь осуществляется через замкнутые ключи 8 и 13 и образцовый резистор 5. Цепь положительной обратной связи составляют шунтирующий элемент 16 и сопротивление замкнутого ключа 10, образующие делитель напряжения,„ средняя точка которого подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя

18. При этом, учитывая свойство операционного усилителя с высокой точностью поддерживать на своих входах одинаковые потенциалы, значение напряжения на средней точке этого делителя через повторитель 20 напряжения поступает на образцовый резистор 6.

В связи с этим, через замкнутые ключи 8 и 13 дифференциальный усилитель 2, независимо от величины сопротивления ключа 13, на электрической цепи 14 формирует напряжение, равное

1347040

v =v — — - x

R + r

2 о Я

2Rr, 2 R Z +r -r R+R+r

3 1б 10 10 4 S 8

Ь+га в

1 10 . 10 Р 5 Я

Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Заказ 5117/44

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Исходя из этого, к измеряемому элементу 15 электрической цепи 14 прилагается напряжение U

1О

3 а падение напряжения на образцовом резисторе 19, включенном через замкнутый ключ 12 в цель обратной связи операционного усилителя 18, равно

1где R — сопротивление образцового

1з резистора 19;

Š— импеданс измеряемого эле15 мента 15;

Из формулы видно, что падение напряжения на образцовом резисторе 19 пропорционально проводимости измеря- 30 емого элемента 15. Это напряжение поступает на блок 21 измерения, где преобразуется в цифровой эквивалент.

Измерение падения напряжения только на образцовом резисторе 19 позволяет исключить влияние на результат измерения сопротивлений замкнутых ключей

9.и 12, через которые электрическая цепь подключена к операционному усилителю 18. 40

Коэффициент р в выражении для

11„„ определяет погрешность измерения, обусловленную влиянием сопротивлений замкнутых ключей 8 и 13, Величина этих сопротивлений в реальных условиях может достигать значения 1,0м.

При этом величину сопротивлений обг разцовых резисторов 4 и 5 можно взять достаточно большой, чтобы влияние сопРотивлений г и г на Результат .

m измерения было йренебрежимо мало, -. так напр ер при re = r О = 1 Ом

R . = Rv = 10 кОм, Z, = 8 Ом получим

P .1,000094, что определяет погрешность измерения б = 0,017.

Сопротивление ключа 11 не вносит погрешности измерения, так как входной ток операционного усилителя IS незначителен.

Формула изобретения

Устройство для измерения номичалов электрических цепей, содержащее источник опорного напряжения, первый резистор, соединенный с выходом первого операционного усилителя, первый ключ, один из цыводов которого соединен с первой клеммой для подключения измеряемой электрической цепи, вторая клемма через второй ключ соединена с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а третья клемма через третий и четвертый ключи соединена с общей шиной и неинвертирующим входом первого операционного усилителя соответственно, один из входов блока измерений соединен с выходом первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем е что, с целью повышения точности измерения, оно содержит пятый и шестой ключи, второй операционный усилитель, четыре образцовых резистора, повторитель напряжения, причем вторая клемма для подключения измеряемой цепи через пятый ключ соединена с вторым входом блока измерений и вторым выводом первого резистора, вход повторителя напряжения соединен с, инвертирующим входом первого операционного усилителя, а выход через последовательно соединенные четвертый и пятый образцовые резисторы соединен с общей шиной, общий вывод которых соединен с неинвертирующим

1 входом второго операционного усилителя, выход которого через последовательно соединенные первый и шестой ключи, третий образцовый резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, который через второй образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения.