Изобретение относится к измеритель: ной технике, предназначено для измерения отношений сопротивлений либо прово днмостей набора резисторов и может быть использовано при входном диагностическом и технологическом контроле микро- а схем, в частности наборов резисторов и дискретных делителей.

Известен компаратор сопротивлений, содержашнй два усилителя постоянного то-1ц ка, компарируемые сопротивления, два источника питании н два измерителя тока

И.

Однако значительное влияние на метро-тз логические характеристики компаратора вызывают систематические погрешности, обусловленные неидеальностью операционных усилнтелей, измерителей тока, и т.д. отсутствие s измерительной схеме обшей точки у сравниваемых сопротивлений во многих случаях ограничивает функциональные возможноств устройства {например, делает невозможным контроль дискретных делителей ).

Наиболее близким по техническому решенню к предлагаемому является компаратор сопротивлений, содержаший компарируемые сопротивления, два источника питания, причем в качестве одного из нвх может быть использован калибратор тока, два операционных усилителя, два резистивных масштабнруюшнх звена и измеритель выхода (2 .

На метрологические характернстикк этого устройства влияют систематические погрешности, обусловленные нендеальностью операционных усилителей, нзмернтеля выхода н т.п. Кроме того, вариант компаpampa для измерении относнтельной разности сопротивлений не позволяет контролировать сопротивление резисторов, имеюших обшую точку соединения, что сужает функциональные возможности устройства, так как не позволяет контролировать, например, дискретные делители без их разборки. ничми соединен с входом усилителя 9; измеритель 11 выходного параметра, выполненный в виде аналого-цифрового преобразователя дпя обеспечения цифрового выхода, например в ниде компенсатора, один входчой зажим которого соединен с выходом второго операционного усилителя комт мутатор 1 2, неподвижные контакты которого соединены со вторыми выводами резисторов измеряемого набора 8, а подвижные - c инвертируюшим входом второrо операционного усилителя 9; нормируюший масштабный преобразователь 13, соединен: ный с задатчиком масштаба 14, вход которого соединен с выходом источника напряжения, а выход - c одним неподвижным контактом переключателя 15; второй неподвижный контакт переключателя соединен с обшей (земляной) шиной устройства, а подвижный вЂ” со вторым входом измерителя выхода, на который в качестве внутреннего эталонного напряжения подается напряжение от внешнего автономного источника 1 напряжения.

Работа устройства обеспечивает измерение отношений сопротивлений набора резисторов путем обеспечения настройки компаратора сопротивлений сначала на сопротивление одного из набора резисторов (на опорное сопротивление), а затем измерение сопротивлений других резисторов по отношению к опорному.

На первом такте, на котором происходит настройка компаратора сопротивлений на значение сопротивления одного из набора резисторов, коммутатор 12, нодключает на инвертируюший вход операционногс усилителя 9 один из резисторов набора 8, например резисторов 8@. При этом переключатель 15 находится в первом положении, а компенсатор 11 работает в режиме нуль-органа (дпя этого напряжение источника 1 отключается от компенсатора

11, что можно сделать, включая аналоговые ключи внутреннего цифроаналогового преобразователи (ЦАП) компенсатора на выход второго операционного усилителя 9, т.е. практически на обшую шину устройства через очень малое выходное сопротивление, или иначе осушествля.. перекоммутацию в компенсаторе). При этом на выходе второго операционного усилителя 9 возникает сигнал Омам о!Я», где Омп - напряжение на выходе масштабного преобразователя 2, k = одно из известных сопротивлений набора 10, а на выходе нор мируюшего масштабного преобразователя

13 (у которого коэффициент передачи вы3 68739

Пель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений.

Для этого в предлагаемый компаратор сопротивлений, содержаший источник напря- жения, первый операционный усилитель, выход которого соединен с первыми выводами измеряемых резисторов, второй операционный усилитель, выход которого через набор резисторов с известными сопро- 10 тивлениями соединен с его же входом, измеритель выходного параметра, один вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, введены резистивный делитель, аналоговые ключи тока, за- датчик кода„резистор, коммутатор, нормируюший масштабный преобразователь, задатчик масштаба и переключатель, при этом выход источника напряжения через последовательно соединенные резистивный делитель и аналоговые ключи тока соединен с входом первого операционного усилителя, выход которого через резистор соединен с инвертируюшим входом этого усилителя, вторые входы аналоговых кпю25 чей соединены с задатчиком кода, неподвижные контакты коммутатора соединеньл со вторыми выводами измеряемых резисторов, а подвижные контакты коммутатоЗО ра соединены с инвертируюшим входом второго операционного усилителя, первый вход нормируюшего масшта" íîãî преобразователя соединен с выходом источника напряжения, второй вход соединен с задатчиком масштаба, а выход преобразоваЗ тели соединен с одним неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с обшей (земляной) шиной, а подвижный контакт соединен со вторым входом измерителя выходного параметра, третий вход которого соединен с выходом источника напряжения, На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 напряжения, выход которого через масштабный преобразователь 2, включавший резистивный делитель 3, аналоговые ключи 4 тока, соединенные с задатчиком 5 кода,первый операционный усилитель 6, выход которого через резистор 7 соединен с и вертируюшим входом усилителя, соединен с первыми выводами измеряемых резисторов

8, 8, ..., 8, набора 8 с сопротивлениями R,R .,..„,„;второй операционный усилитель 9, выход которого через набор

10 резисторов с известными сопротивле6873

7g-, Ч„

ЧО.() = Кв,;

) n ходкого напряжения 0о источника 1 ус танавливается равным M ) напряжение релно MUo При и1 неравенстве на выходе нуль-органа компенсатора индицируется сигнал, который свидетельствует о необходимости регулировки напряжения Uen с помощью задатчика 5 кода, так чтобы вы4 попнялось равенство Ом

Регулировка напряжения может выполнять.ся автоматически, например, с помощью задатчика кода по сигналу с нуль-органа, входящего в компенсатор 11. Из описанного равенства следует, что0мп"- М цо2фо

На следующих тактах по соответству15 юшкам положениям коммутатора 12 проис ходит подключение других резисторов „ ..., 3il11 набора 8. При этом на вь1ходе второго операционного усилителя 9 поспедо20 ватепьно, по соответствующим положениям коммутатора 12, возникают сигналы мО, /Rz M o Rg „... цц,,р„

Эту информацию можно использовать либо для контроля технопогической операции

1IOQFOEKH СОПРОтИВПЕНИЙ Я в ..., К BO отношению к опорному сопротивлению R, используя компенсатор в том же режиме нуль-органа, либо измерить ее компенсатором 11, дпя чего необходимо перевести переключатель во второе положение, При этом, учитывая, что в качестве внутреннего этапонного источника компенсатора используется напряжение источника 1, получают, что коэффициент передачи К14 внутреннего UAH конпенсатора несет информацию об отношении опорного резистора gg с измеряемыми Я, ..., К„

К -N3) %2 К = М (Yg )

Kg-"M aI g, акко K =Vy /у

° ввсвссвс ° y с с в в с

Kq"- М% Д%„ ) К =м („/(», где у„ - проводимость h -го резисторас

96 ь Р. вЂ” %

M"(, ) «., ) ь

MUo(в )= вМ;

Таким образом, в регистрирующем уст« ройстве компенсатора получают отсчет (с учетом масштаба Чц /Д )

О, - т

К м () ио о g Ь

3 1

° в ° в ° с в ° ° ° ° ° ) о „)

При измерении отношений сопротивлений напряжения Uo, снимаемое с источника 1, является вспомогательной величиной, значение которой не входит в резуль тирующие выражения, а к его долговременной стабильности требований не предьявляется. При измерении относительной разности сопротивлений также не требуется абсолютной стабипьности напряжений источников Uo и Uo, а только стабипьf ность отношения U / U, что достигается более просто средствами интегральной технологии.

Масштабный преобразователь 2 предназначен дпя уравновешивания запоминания отрабатываемого напряжения с точностью до шага квантования, который определяется значением ступени напряжения, приходящийся на единицу младшего разряда кода, и может быть сделан сколь угодно маль1м, если преобразователь отрегулировать так, чтобы исключить скачки выходного напряжения при допустимости ее неоднозначности.

При изменении коэффициента передачи

М можно компарировать относительно сопротивления Г совокупность сопротивлеНИй в в ° вв Rg

Когда компаратор работает в режиме опредепения относительной разности сопротивлений, то напряжение внешнего источника 1 от компенсатора отключается, используется внутренний источник эталонно55 го напряжения, а переключатель 15 находится в первом попожении. При этом компенсатором измеряется разность напряжений

Предлагаемое устройство может быть изготовлено, например, в виде сменного блока к цифровому вольтметру на типовых функциональных элементах в интегральном исполнении.

Формула изобретения

Компаратор сопротивлений, содержащий источник напряжения, первый операционный усилитель, выход которого соединен с пер6873 выми выводами измеряемых резисторов, второй операционный усилитель, выход которого через набор резисторов с известными сопротивлениями соединен с его же входом, измеритель выходного параметра, Б один вход которого соедицен с выходом второго операционного усилителя, о тл и ч а ю ш и и с. я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены резистивный делитель, аналоговые ключи тока, задатчик кода, резистор, коммутатор, нормируюший масштабный преобразователь, задатчнк масштаба н переключатель, при этом выход источника напряже» !

5 ния через последовательно соединенные резистивный делитель и аналоговые ключи тока соединен с входом первого опера ционного усилителя, выход .которого через

20 резистор соединен с инвертируюшим входом этого усилителя, вторые входы анало.говых ключей соединены с задатчиком кода, неподвижные контакты коммутатора

1 соединены со вторыми выводами измеря.

96 8 емйх резисторов, а подвижные контактй коммутатора соединены с инвертируюшим входом второго операционного усилителЫ, первый вход нормируюшего масштабного преобразователя соединен с выходом источника напряжения, второй вход соединен с задатчиком масштаба, а выход преобразователя соединен с одним неподвижным контактом переключателя, второй неподвиж ный контакт которого соединен с обшей (земляной) шиной, а подвижный контакт соединен со вторым входом измерителя . выходного параметра, третий вход которого соединен с выходом источника наприжения.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 353211, МКИ 2 б ОХ R 27/ОО, 29.06.70.

2. Авторское свидетельство СССР № 346676, МКИ 2 G 01 g 17/06, 26.10.70

Составитель И. Бахтина

Редактор Т. Иванова Гехред М. Келемеш Корректор Г. Назарова

Заказ 5571/42 Тираж 1090 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Цифровой прямоугольно-координатный компенсатор // 676935

Автокомпенсатор // 661357

Компенсатор постоянного тока // 659962

Устройство измерения переменного напряжения // 659961

Устройство для компенсации сопротивлений соединительных проводников образцовых резисторов // 636544

Способ сравнения двух синусоидальных напряжений одинаковой частоты по амплитуде // 635428

Схема поверки компаратора сопротивлений // 635427

Автокомпенсационный измеритель физических величин // 622015

Автоматический компенсатор постоянного напряжения // 617733

Измеритель сопротивлений // 2221254

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для оперативного измерения сопротивлений в электрических цепях постоянного тока с общей минусовой шиной, например в локомотивах

Измерительное устройство // 2469338

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин при помощи тензометрических мостовых датчиков, подключенных к инструментальному усилителю и запитанных постоянным током

Измерительное устройство // 2469339

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин при помощи тензометрических мостовых датчиков с инструментальными усилителями, запитанных постоянным током

Способ коррекции результатов измерения тензометрическим мостовым датчиком с инструментальным усилителем // 2469340

Цифровой полярно-координатный автокомпенсатор // 706787

Способ автоматического выбора измеряемых параметров комплексного сопротивления в универсальных экстремальных мостах переменного тока // 711479

Цифровой измеритель комплексных параметров напряжения // 711480

Способ уравновешивания в следящих полярнокоординатных автокомпенсаторах переменного тока // 739418

Устройство для уравновешивающего преобразования физических величин и их измерения // 763801

Устройство для регистрации процессов с периодической компенсацией дрейфа нуля датчика // 764484