Устройство для измерения сопротивления
Изобретение относится к устройствам для измерения сопротивлений на основе неуравновешенного моста. Цель изобретения - повышение точности измерения достигается введением в устройство резисторов 8, 9 и третьих неподвижных контактов в переключатели 10, 11. Устройство содержит также резисторы 2-7, измеряемый резистор 1, усилитель 12, блок 13 сравнения, блок 15 вычисления и регистрации, интегратор 14, блок 16 управления. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, /; РЕСПжЛИН
„.SU„160
А1
y1)g G 01 R 27/02
АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
РЕТЕНИЯМ И OYHPbITHRM
Т СССР
ГОС
00 И
ОРИ
ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ф .10 (21) (22) (46) (71) инст (72) (53) (56)
У 88
ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
4328324/24-21
16. 11.87
23.11.90. Бкл. Ф 43
Куйбышевский политехнический тут им. В.В.Куйбышева
В.Я .Купер и А.А.Новиков
621.317.3 (088 8)
Авторское свидетельство СССР
902, кл, G 01 R 17/10, 1981, торское свидетельство СССР
2060, кл, 6 01 R 17/10, 1983 °
2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения сопротивлений на основе неуравновешенного моста. Цель изобретения — повышение точности измерения достигается введением в устройство резисторов 8, 9 и третьих неподвижных контактов в переключатели
10, 11. Устройство содержит также резисторы 2-7, измеряемый резистор 1, усилитель 12, блок 13 сравнения, блок 15 вычисления и регистрации, интегратор 14, блок 16 управления.
1 ил.
1608589
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения сопротивления на основе неуравновешенного моста, и может быть использовано при построении цифровых приборов для измерения температуры, деформации и других преобразуемых в электрическое сопротивление величин, Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешности нелинейности и уменьшения случайной погрешности.
На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения сопроти.:»ления.
Устройство содержит резистивный мост, в который включается измеряемый резистор 1, содержащий резисторы 2-б, резисторы 7-9, первый 10 и второй 11 управляемые переключатели, усилитель
12, блок 13 сравнения, интегратор 14, блок 15 вычисления и регистрации и блок 16 управления.
При этом резисторы 1 и 2 соединены последовательно и образуют первую ветвь моста, вторую ветвь которого образуют последовательно соединенные резисторы 3-6, резисторы 7-9 соединены последовательно, первый, второй и третий входы первого переключателя
10 соединены с выводами резисторов 4 и 5, а выход соединен с первым выводом резистора 9 и перным входом вто" рого переключателя 11, второй вывод резистора 9 соединен с первым выводом резистора 8 и вторым входом второго переключателя 11, второй вывод резистора 8 соединен с первым выводом резистора 7 и третьим входом второго переключателя 11, второй вывод резистора 7 соединен с первыми выводами резисторов 1 и 2, вторые выводы которых соединены соответственно с первыми выводами резисторов 3 и 6, Причем первый вывод резистора 3 соединен с общей шиной, а первый вывод резистора 6 — с входом интегратора 14. Выход второго переключателя 1 1 соединен с первым входом усилителя
12, второй вход которого соединен с первыми выводами резисторов 1 и 2 и вторым выводом резистора 7, выход усилителя 12 соединен с первым входом блока 13 сравнения, нторой вход которого соединен с выходом интегратора 14, выход блока 13 сравнения соединен с входами блока 15 нычисления и регистрации и интегр тора 14, а ныходы блока 16 управления соединены с управляющими входами первого 10 и второго 11 переключателей, а также блока вычисления и регистрации.
Устройство работает следующим образом.
Процесс измерения состоит из четырех тактов, В первом такте переключатель 10 находится в положении g, переключатель 11 — в положении S . Нап-. ряжение на входе усилителя 12 равно
К7+К (R» ), (1)
Rg+Rg+R +R R, +Кg К)+К4+Кд+Кь где Uo — напряжение питания моста;
К, — эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находится в положении и
К»-R> — сопротивления резисторов 1-9 соответственно.
Во втором такте переключатель 10 устанавливается в положение 5, переключатель 11 остается в прежнем положении. Напряжение на входе усилителя
12 равно
R7+RB
1» =Ц, ... (=.
30 R +RB+ 9+R» R< + 2
35 3+В 4(3) ,,15 R )+Q+R +R где R — эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находится в положении о .
В четвертом такте переключатель
10 остается н прежнем положении, переключатель 11 устанавливается в положение 5 . На вход усилителя 12 подается напряжение
R7 R»»
U = U — — — - — — (-= — ——
R7+RB+9+R»
Ry — — ) R>+R,+R>+Rq (4) Rq+Rg+R ) (2)
R3+R4+R 5+R6 где R — эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находится в положении .
В третьем такте переключатель 10 устанавливается в положение, переключатель 11 — в положение а . Напряже40 ние на входе усилителя 12
R +Rÿ+R R»
U — 1 вь 2. (R7+RS+++Re> »+ а
1608589 х=-Z
К н
1+AZ
Кх=К =К
1-AZ (12) R o(Ran+Re) где А = — — -- — —.
К (К)+Ка)
Формула изобретения
Устройство для измерения сопротивления, содержащее первый, второй, третий и четвертый резисторы, зажимы для подключения измеряемого резистора, пятый и шестой резисторы, первый и второй управляемые переключатели, усилитель, блок сравнения, блок вычисления и регистрации, интегратор и блок управления, причем первый вывод первого резистора соединен с первым зажимом для подключения измеряе мого резистора и общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора и первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт первого переключателя соединен с вторым выводом второго резистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом четвертого резистора, выходом блока сравнения и входом интегратора, второй вывод четвертого резистора соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого резистора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с вторым неподвижным контактом, второго переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом пятого резистора и подвижным контактом первого переклю" чателя, подвижный контакт второго переключателя соединен с первым вход-. ным выводом усилителя, второй входной вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора, выход усилителя соединен с первым входом. те
6Кх
2R а 2 У
30 е К х — номинальное значение измеряемого сопротивления; х хмакс-К„„„„- диапазон изменения сопротивления R .
Иэ (6) следует, что с достаточной пенью точности можно считать
Кт+К +К +Кз = 4+КО+К +Кэ ° аКх 40
Например, при = 10% равенство
Кхо выполняется с погрешностью 7,5
3 % ст (7 х1
R<
К4+К4 — — — — — — — х;
R3+R4+R5+R6 (8)
R I+R2 ать в виде
И,,=И, (х+ );
Ф
U,=U, (x-h);
U, =-=И, (1+К) х;
И4 =, (1 -К) х а
55 (9) Период выходного сигнала связан напряжением на входе усилителя 12 висимостью
Т = аа+а,U + ахи
2 э (5)
5 е а — начальное значение периода выходного сигнала; а< — чувствительность устройства; а2 — коэффициент нелинейности.
Эквивалентное выходное сопротивлее моста при различных положениях реключателя 10 равно
R R ° ll R2+(R4+R +Re) ll
R 32 К((К2 (К4 К +К3) R6;
R» R II К2+(Кз К+) (((R +Re) ° 15
Очевидно, что при R>=R<, и при одм и том же значении измеряемого противления К, К ;-К =R . Примем кже R4=R5=Roy RS=R4. то да
R =R (I R +-(R + --- — — ) °
1 Ко
2 2 3 1+К /К ю
2 2 З о °
Для получения наибольшей чувстви- 25 ьности моста
2 7 д ч хою (6) Обозначив U -- — - — — = И
R+R + оК +К +К +К Ио
Rg К4 — — — - К; — — — — — — =Ь|
К7+КЬ КЗ+К4+К5+К6 си тему уравнений (1) — (4) можно заС учетом (5) справедливы выражения
Т, =а,+а< (х+а)+а (х+Й)
Т =а,+a", (х-й)+а" (х-6) (10) т> =а„+а+ (1+к) х+а+ (1+к) 3 х °
Т4 =аа+а (1-К) х+а" (1-К) х3
4, Ф 4 2 где а, =. а, U» а =а (И, ) .
Решая относительно х, можно получить
Т> -Т4 где Z
Т,-Т
Формула для вычисления измеряемого сопротивления имеет вид
1608589
Составитель В.Стукая
Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец
Редактор С,Патрушева
Зака з 3614 Тираж 555 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход блока сравнения соединен с входом блока вычисления и регистрации выхоS ды блока управления соединены с управляющими входами первого и второго переключателей и блока вычисления и регистрации, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, 1ð в него введены седьмой и восьмой резисторы и третьи неподвижные контакты в первый и второй переключатели, причем седьмой резистор соединен одним выводом с вторым выводом второго ре- .. зистора и вторым неподвижным контактом первого переключателя, а вторым— с .первым выводом третьего резистора и третьим неподвижным контактом первого переключателя, первый вывод восьмого резистора соединен с вторым выводом шестого резистора, а второй его вывод соединен с первым выводом пятого резистора и третьим неподвижным контактом второго переключателя.
