Имитатор электрического сопротивления и проводимости
Союз Советских
Социалистических
Республик (ii>728221
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 05.06,75 (21)2141306/18 21 с присоединениеи заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.04.80. Ь!оллетень № 14
Дата опубликования описания 18.04.80 (5,1.):%. Кл,.
H 03 К 13/03
G 0l R 27/00
Гасударственный комитет пв делам изобретений и открытий (53) УДf(681,325 (088.8) (72) Автор изобретения
А. М. Чернов
Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения (7I ) Заявитель (54) ИМИТАТОР ЗЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
И ПРОВОДИМОСТИ
Изобретение относится к электроизмерительной технике, более конкретно к многозначным мерам-имитаторам электрического сопротивления и проводимости.
Известен звездообразный резисторный имитатор больших сопротивлений и малых проводимостей, отличаюшийся от традиционных мер сопротивления и проводимости более экономным расходом точных резисторных элементов на каждое значение воспроизводимого сопротивления или проводимости (1)
Недостатком этог о имитатора является неприменимость для области средних и особенно малых сопротивлений и больших проводимостей.
Известен имитатор электрического сопротивления, который содержит ступенчато изменяемую меру проводимости и мостовой имитатор отрицательной проводимости с зависимым источником в виде операционного усилителя, включенных параллельно, причем сопротивления и проводимости плеч имитатора выбраны так, 2
,что проводимость ступенчатой мены на каждом диапазоне показаний равна произ » ведению проводимости первого плеча цепи имитатора на .сопротивление второго и максимальную проводимость его последнего плеча |2j
Такое структурное решение цепи уст. ройства-прототипа, хотя и обеспечивает. достаточно большие пределы воспроизведения проводимости, однако не может быть признано достаточно совершенным, поскольку ему присуши следуюшие недостатки:
1) пригодность,для реализации устройства средних классов точности, например, до 0,02-0,05, что при 4-плечей цепи накладывает на каждое плечо требование по стабильности порядка (0„0030,01)% в течение срока гарантии;
2) неоднородность резисторных компонентов, т,е. потребность в последних с разными значениями сопротивления и соответственно разными конструктивнотехнологическими реализа иями.
728221 (8) 3
Келью изобретения является упрощение имитатора при повышении точности и надежности работы устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в имитатор электрического сопротивления и проводимости, содержащий зависимый источник, например, операционный усилитель управляемый резисторной цепью-задатчиком, введен делитель напряжения Кельвииа-Варлея, и пересчетный 10 блок, зажим общего полюса которого соединен с токовым и потенциальным выводными зажимами первого полюса имитатора, токовый и потенциальный выводные зажимы второго полюса имитатора соединены с одним из двух входных и с одним из двух выходных полюсов зависимого источника, второй входной полюс зависимого источника подключен к зажиму второго выходного полюса делителя напрмкения
Кельвина-Варлея, второй выходной полюс
/ зависимого источника — к зажиму главного входного полюса делителя напряжения Кельвина-Варлея, авыход.пересчетного блока подключен к соответствующему вхо.ду делителя напряжения Кельвина-Варлея, На чертеже схематически изображен имитатор электрической проводимости и сопротивления. Он содержит делитель 1 30 напряжения Кельвина-Варлея, имеющий зажим 2 общего для входа и выхода полюса, зажим 3 второго выходного полюса, зажим 4 главного входного полюса.
Имитатор содержит также первый полюс з с токовйм 5 и потенциальиым 6 вывод. ными зажимами, второй попюс с токовым 7 и потенциальным 8 выводными зажимами, зависимый источник 9, например операционный усилитель с двумя входны- 40 ми и двумя выходными полюсами, пересчетный блок 10, зажим ll вывода от экрана меры (в качестве экрана может быть в ряде случаев использован металлический корпус). 45
Имитатор работа следующим образом.
Входной ток 3, проходя через делитель
1 создает на нем падение напряжения
3.R, где R — @ходное сопротивление, а входной ток 3 является рабочим током делителя 1. На выходе делителя 1 появляется напряжение холостого хода р:) Л, где р — цифровой код управления делителя 1, равный требуемому коэффициенту преобразования. Одновременно на смежном с выходом плече делителя 1 возникает напряжение
3R - уЭR = (l-р) 3 R (1) 4
При том зависимый источник 9, реагируя на напряжение (1), создает в силу указанного на чертеже его соединения с делителем 1 на своем выходе напря/жение
< =(1-р)ЗВ, нротивоположное по направлению действия и .компенсирующее напряжение (1), т.е.
Ч вЂ”.(1.— jq) Э R =6u=O (3)
Таким образом, между потенциальными зажимами 6,8 имитатора возникает следующая разность потенциалов:
О =/АЗБ (1-p)3R UI=JADR дО=/АЖ О-JA JR (4)
Ъ
В соответствии с законом Ома последнее означает, что данное устройство воспроизводит сопротивление „= "/3 =)0 J = PR (5) или проводимости
G„= и „=1//рЗ 8 = Il p R (6)
Из формулы(5) следует, что итоговое имитируемое сопротивление может быть отсчитано непосредственно по показанию делителя 1 в виде произведения цифрового кода р на входное сопротивление R. Из выражения (6) видно, что для предоставления числового значения имитируемой проводимости в удобной для отсчета форме, а именно
G „=y. K (см ), () где p - мантисса числового значения проводимости, А — основание системы счисления, P — порядок масштабного множителя
А, необходимого при управлении делителем 1 в имитаторе, во-первых, преобразовать цифровой код мантиссы JM в код )О управления делителем 1 по закону:
Данное преобразование в имитаторе вы» полняет пересчетный блок 10. Далее следует преобразовать величину R(oM) в масштабный множитель А (см) по закону.
А (см) = 1/R (ом), P что нри R = А (ом) достигается пе-9 ременой знака при R, для чего не требуется дополнительных блоков.
Имеются делители Кельвина-Варлея с линейнйм и; точным до седьмого десятичного знака в коде ц коэффициентом преобразования и достаточно стабильным входным сопротивлением 8, имеются ты5 7282 же Операционные усилители и другие зависимые источники с соотношением
Ч „/аО (10 -10 ) раз.(9)
Выполненйе пересчетного блока 10 для преобразования выражения (8) не представляет трудности при любом числе знаков в коде у!, Формула изобретения 10
Имитатор электрического сопротивления и проводимости, содержаший зависимый источник, например операционный усилитель, управляемый резисторной це- t5 пью-задатчиком, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрошения и повышения точности и надежности, в него введен делитель напряжения Кельвина-Барлея и пересчетный блок, зажим oGIIего полюса ко- 20 ropoI-o соединен с токовым и потенциальным выводными зажимами первого полюса
21 6 имитатора, токовый и потенциальный выводные зажимы второго полюса имитатора соединены с одним из двух входных и с
Одним из двух Выходных полюсов заВиси мого источника, второй входной полюс зависимого источника подключен к зажиму второго выходного полюса делителя напряжения Кельвина-Варлея, второй выходной полюс зависимого источника — к зажиму главного входного полюса делителя напряжения Кельвина-Варлея, а выход пересчет ного блока подключен к соответствуюшему входу делителя напряжения Кельвина-Варлея.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 328400, кл. G 01 Я 27/00, 30. 08. 66.
2. Авторское свидетельство СССР
Уа 420954, кл. (л 01 Я 27/00, 06.12.72 (прототип).
ЦНИИПИ Заказ 1151/52 Тираж 995 Подписное
Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4
