Преобразователь относительного отклонения сопротивления в напряжение

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в термометрии, в устройствах входного контроля резисторов и резистин ных пленок, в резистивных датчиках положения Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможно стей путем дополнительного измерения относительного отклонения сопротивления в напряжение Преобразователь содержит измеряемый резистор, переключаемый ис точниктока2 повторитель 3 источник опор ного напряжения 4, первый 5 и второй б дифференциальные усилители, блок 7 постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств (ППЗУ), перемножающий цифроаналоювый преобразователь 8 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/02

ГО СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

)д» Скак с»

° лн.. ак;.", и „ 1 у ° l 1т».

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4498844/21 (22) 28.10.88 (46) 15.06.91. Бюл. № 22 (71) Пензенское производственное объединение "Завод имени Фрунзе" (72) В.П.Романов (53) 621.317,377 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 989493, кл. G 01 R 27/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1215055, кл. G 01 R 27/00, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В

НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использовано в термометрии, устройствах входного контроля резисторов и резистивных пленок, в резистивных датчиках неэлектрических величин и т.д, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем дополнительного измерения относительного отклонения сопротивления в напряжение.

На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя; на фиг, 2 — временные диаграммы его работы.

Преобразователь относительного отклонения сопротивления в напряжение содержит клеммы 1 для подключения измеряемого резистора, переключаемый .источник тока 2, повторитель 3, источник 4 опорного напряжения, первый 5 дифференциальный усилитель, второй 6 дифференциальный усилитель, блок 7 постоянных перепрограммируемых запоминающих уст5U,, 1656473 А1 польэовано в термометрии, в устройствах входного контроля резисторов и резистивных пленок,. в резистивных датчиках положения. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей путем дополнительного измерения относительного отклонения сопротивления в напряжение. Преобразователь содержит измеряемый резистор, переключаемый источник тока 2, повторител ь 3, источник опорного напряжения 4, первый 5 и второй 6 дифференциальные усилители, блок 7 постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств (ППЗУ), перемножающий цифроаналоговый преобразователь 8. 2 ил, ройств (ППЗУ), перемножающий цифроаналоговый преобразователь (П ЦАП) 8.

Устройство работает следующим образом. и

На неинвертирующий вход первого ( дифференциального усилителя 5 подается л опорное напряжение источника 4 опорного напряжения. Выход первого дифференциального усилителя 5 через измеряемый резистор и повторитель 3 соединен с инвертирующим входом этого же усилителя, поэтому по цепи обратной связи первый дифференциаланыи усилитель 5 с еысокои точностью поддерживает заданное опорное д напряжение на своем инвертирующем входе, а следовательно и на входе повторителя

3. Источник тока 2 формирует строго заданный ток через измеряемый резистор, поэтому на первом выводе измеряемого резистора, соединенном с выходом первого дифференциального усилителя 5 формируется напряжение, пропорциональное изме1656473

20

30

55 ряемому сопротивлению резистора в сумме с опорным напряжением Оопор..

Овых1 = UR + Uonop

ГДЕ 0вых1 — НаПРЯжЕНИЕ На ВЫХОДЕ ПЕРВОГО дифференциального усилителя;

UR — напряжение, пропорциональное величине измеряемого резистора, UR - =I Rx, где I — ток, формируемый источником тока;

Rx — сопротивление измеряемого резистора.

Второй дифференциальный усилитель 6 выполняет функции вычитателя и масштабного усилителя, На один его вход подается напряжение с выхода первого дифференциального усилителя 5, а на второй — опорное . напряжениес выхода повторителя 3. На выходе второго дифференциального усилителя 6 будет напряжение:

Овых2 = К02 11вых.опор KU2 Ьвых.1

ГДЕ 0вых2 — НаПРЯжЕНИЕ На ВЫХОДЕ ВТОРОГО дифференциального усилителя;

Ku2 — коэффициент усиления по напряжению.

Изменяя коэффициент усилеиия плеч дифференциального усилителя, можно установить достаточно точное соответствие величин сопротивления измеряемого резистора и напряжения на выходе второго дифференциального усилителя 6.

Для того, чтобы определить относительное отклонение сопротивления от номинального значения с учетом того, что выходным информационным параметром является напряжение, необходимо реализовать следующий алгоритм: д =„ — "- 100; ., где д — относительное отклонение соп ротивления от номинального значения;

Л U — приращение напряжения, соответствующее приращению сопротивления;

Оном — напряжение, соответствующее номинальному значению измеряемого резистора (сопротивление датчика), Известно, что если на адресные входы перемножающего цифроаналогового преобразователя подать кодовую комбинацию, а на вход опорного напряжения подать аналоговую величину, то на выходе ПЦАПэ будет сформировано напряжение, пропорциональное произведению этих величин.

Для того, чтобы с помощью П ЦАП 8 осуществить деление двух величин, кодовая информация о величине номинального сопротивления измеряемого резистора, подаваемая на адресные входы ПЦАП 8, записывается в блок 7 ППЗУ в обратных кодах.

Таким образом на выходе преобразователя получаЮт напряжение, пропорциональное величине относительного отклоНения сопротивления от его номинального значения.

Например, если в качестве ПЦАП 8 используется 10-разрядный ЦАП, кодовая информация о номинальном значении сопротивления измеряемого резистора рассчитывается согласно формуле:

= RMaKC 1(Ц4 ном где Rvaxc — максимально возможное значение сопротивления в данном поддиэпазоне;

R« — номинальное значение сопротивления (сопротивление датчика при номинальной температуре).

Очевидно, что в случае применения преобразователя, например, в термометрии можно записать в блок 7 ППЗУ всю необходимую информацию о всех имеющихся датчиках какого-либо объекта. При этом можно сравнительно легко автоматизировать процесс контроля и регулирования температуры объекта, Также можно контролировать сопротивление резисторов и резистивных пленок на соответствие заданным границам допуска. При этом, если сопротивление измеряемого резистора будет точно соответствовать своему номинальному значению, то на выходе преобразователя будет напряжение 1 B. При отклонении сопротивления от номинального значения, например, на +

10 напряжение изменяется также на +

10 и составляет 1,1 В и т.д.

Предла гаем ый преобразовател ь относительного отклонения сопротивления в напряжение позволяет сравнительно легко автоматизировать процесс контроля технологических параметров сложных объектов, содержащих различные резисторы и резистивные датчики, автоматизировать процесс отбраковки резисторов и резистивных пленок при производстве гибридных микросхем, 1

Формула изобретения

П реобразовател ь относительного отклонения сопротивления в напряжение, содержащий источник опорного напряжения, клеммы для подключения измеряемого сопротивления, первая из которых подключена к выходу первого дифференциального усилителя, а вторая — к источнику тока. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены повторитель, второй дифференциальный усилитель, блок постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств, перемн ожающий

1656473 цифроаналоговый преобразователь, при этом вход повторителя соединен с иеточником тока, а выход — с первым входом первого дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход — с первым входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом повторителя, а выход — с входом опорного напряжения перемножающего цифроаналогового преобразователя, адресные входы которого соединены с выходом

5 блока постоянных перепрограммируемых запоминающих устройств, выход которого подключен к управляющему входу источника тока.