Измеритель напряжения и сопротивления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик он752175 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл З (22) Заявлено 14,02.77 (21) 2451830/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300780. Бюллетень Ио 28

Дата опубликования описания 300780 G 01 R 17/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .7(088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Котельников, Г. В. Смирнов и A Ã. Бульбочка

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов ЗИП (71) Заявитель (5 4 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ. (Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении сопротивлений, напряжений постоянного тока или разности между двумя измеряемыми напряжениями потенциометрическим (компенсационным) способом.

Известны потенциометры (компенсаторы), обеспечивающие измерение напряжений постоянного тока и сопротивлений постоянному току, содержащие опорные контуры, источники питания опорных контуров и автокомпенсатор (1) .

Недостаток этих потенциометров заключается в том, что их функциональные возможности ограничены, измерение сопротивлений в них производится косвенно и связано с рядом промежуточных вычислений.

Известны также измерители напря>кений и сопротивлений, содержащие одинарный мост с источником опорного напряжения, подключенным на инверти- 2) рующий вход операционного усилителя.

В цепь обратной связи бперационного усилителя с последовательной обратной связью по напряжению включен магазин проводимостей, каждая дека-30 да которого может быть выполнена по двоично-десятичному или другому ко(,2) °

Недостаток этих измерителей — также в ограниченных функциональных воэможностях, так как они не могут быть использованы в качестве измерителей сопротивлений с прямым отсчетом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения напря>кений и сопротивлений, представляющее собой потенциометр с регулируемым током и содержащее источник. опорного напряжения, усилитель, делитель напряжения, переключающие устройства и автокомпенсатор t3) .

Недостаток этого устройства заключается в невозможности использования его в качестве измерителя сопротивлений с прямым отсчетом.

Кроме того, из-за непостоянства входного сопротивления к источнику компенсирующего напряжения предъявляются высокие требования, т.е. он должен иметь очень малое выходное сопротивление (в тысячных долях ома).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей иэмерите752175

При положении 10 переключателя б схема представляет собой двухрядный потенциометр, в котором одно неизвестное измеряемое напряжение присоединяется через указатель равновесия к зажимам первого входа 5 измерителя и уравновешивается делителем 2, а второе неизвестное измеряемое напряжение присоединяется к зажимам второго входа 8 измерителя и уравновешивается делителем 7 с постоянным входным сопротивлением.

Определение процентной разности измеряемых напря>кений происходит следующим образом.

При положении 9 переключателя б большее по величине измеряемое на50

65 ля путем одновременного измерения двух напряжений или сопротивлений и разности между ними.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель напряжения и сопротивлений, содержащий источник компенсирующего напряжения, парал5 лельно которому включен делитель напряжения, соединенный с выходом операционного усилителя и с первым входом измерителя, введены переключатель и регулируемый делитель напря >кения с постоянным входным сопротивлением, включенный через переключатель параллельно упомянутому делителю напряжения, выход которого соединен с другим входом переключателя, 15 а второй вход измерителя поцключен к выводам регулируемого делителя напряжения.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого измерителя напряжения и 20 сопротивления; на фиг. 2 — измеряемый объект.

Измеритель содержит источник 1 компенсирующего напряжения, параллельно которому включен делитель 2 >5 напряжения, соединенный с выходом 3 операционного усилителя 4 и с первым входом 5 измерителя. Регулируемый делитель 7 напряжения с постоянным входным сопротивлением включен через переключатель б параллельно делителю

2 напряжения. Второй вход 8 измерителя подключен к выводам регулируемого делителя 7, Устройство содержит также неподвижные контакты 9, 10 переключателя б, образцовое сопротивление 11, измеряемое сопротивление 12, источник 13 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Переключатель б подключает дели- 40 тель с постоянным входным сопротивлением 7 либо к выходу делителя 2 (положение 9), либо к выходу операционного усилителя 4 (положение 10).

В положении 9 переключателя б делитель 7 является шунтом, имеющим проводимость Яш для делителя 2.

Измерение разности напряжений осуществляется следующим образом. пряжение присоединяется к зажимам первого входа 5 измерителя и уравновешивается делителем 2, а меньшее по величине измеряемое напряжечие присоединяется к зажимам второго входа 8 измерителя и уравновешивается делителем 7 напряжения с постоянным входным сопротивлением. Обозначив коэффициент деления делителя 2 (с учетом шунтирующего действия делителя 7) через Kd, а коэФФициент деления делителя 7 через К42, получим следующие соотношения

= К4,Е, (i)

U„= К4 К4.Е, (2)

"z где UK -- большее по величине измеря1 емое напряжение;

0х — меньшее по величине измеря2 емое напряжение.

Относительная разница между двумя измеряемыми напряжениями определяется уровнем

1х,-0„2 ЕКд, -EKd,.Kd, ц д ((Кй) ° (3)

"1

Выдавая на отсчетное устройство . каждой декады дополнение до 9 (если каждая декада состоит из 10 ступеней) или до 8 (если каждая декада сос-. тоит из 9 ступеней), получаем таким образом процентный потенциометр.В младших декадах дополнение выполняется до 10 и 9 соответственно.

Измерение сопротивления с непосредственным отсчетом результата по показаниям декад делителя 7 осуществляется следующим образом.

Образцовое 11 (R ) и измеряемое

12 (RK) сопротивления соединяются последовательно и питаются от источника 13 напряжения (Е2 ). При этом переключатель 6 ставится в положение

9. При измерениях образцовое напряжение выбирается "круглого" номинального значения, т.е. равным 10, где

>1

n — целое положительное или отрицательное число. Падение напряжения на образцовом сопротивлении 11 уравновешивается делителем 2, а падение напряжения на измеряемом сопротивлении 12 уравновешивается делителем 7. Обозначив ток через измеряемое и образцовое сопротивления как ), получаем

0х, = 3 1н = EKd» (4) иХ = Э ЬХ = E Kd) Kdz, (5)

Х2—

Так как по условию R имеет круглое номинальное значение, то 0„2 непосредственно указывает величину измеряемого сопротивления.

Несмотря на то, что ток > "некруглый" и падение напряжения Ох1 также "некруглое", результат измерения Вх непосредственно выражается

Kd2 (т.е. отсчетом по декадам де752175

Л EKd, З.Й„Elcd,-Кд

Формула изобретения -) 4 Ь (м х

"1 н х р — (a Vdх). или

ЦНИИПИ Заказ 4735/2

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная,4 лителя 7), так как из (4) и (5) следует, что откуда R — R Kd2 (6) Таким образом, результат измерения непосредственно отсчитывается по показаниям декад делителя 7 (R. выражается через 10"Ом).

Кроме того, схема (фиг.1) представляет собой еще и компаратор равнономинальных сопротивлений, позволяющий определять процентную разницу между большим и меньшим по величине измеряемым сопротивлениям. Это непосредственно следует иэ уравнения (3), которое применительно к измерению сопротивлений с учетом уравнений (4) и (5) записывается в виде

В уравнении (7) под R< подразумевается ббльшее, а под Rx меньшее из сравниваемых равнономинальных сопротивлений.

Таким образом, предлагаемое изобретение представляет собой простое по структуре и конструктивному выполнению многофункциональное измерительнь6 устройство, способное в одном приборе заменить целый ряд других измерительных средств, а именно высокоточный потенциометр, одинарный и двойной мосты для измерения сопротивлений, компаратор напряжений, компаратор сопротивлений.

Измеритель напряжения и сопротивления, содержащий источник компенсирующего напряжения, параллельно которому включен делитель напряжения, соединеннЫй с выходом операционного усилителя и с первым входом измерителя, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения двух напряжений или сопротивлений и разности между ними, в него введены переключатель и регулируемый делитель напряжения с пос2О тоянным входным сопротивлением, включенный через переключатель параллельно упомянутому делителю напряжения, выход которого соединен с другим входом переключателя, а второй вход из25 мерителя подключен к выводам регулируемого делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1. Нетребенко К.A. Цифровые делиgp тели напряжения, М., "Энергия", 1970, с. 30-31 °

2..Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев, "Высшая школа", 1971, с. 123.

3. Александров В.С. и Прянишников В.A. Приборы для измерения малых постоянных напряжений и токов. Л., "Энергия", 1971, с. 25.