"мост-мультиметр сопротивления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ УЭЛЬСА

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»847214 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 101078 (21) 2673271/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150781. Бюллет®иь Ий 26

Дата опубликования описания 150781 (51)М. Кл

6 01 R 17/10

1Государствеииый комитет

СССР по яелттм изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. 733 (088.8) (72) Автор изобретения

А.N.×åðíoâ (71) Заявитель (54 ), МОСТ-МУЛЬТИМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электро= измерительной технике и может быть использовано для измерения и воспроизведения электрического сопротивления положительного и отрицательного значений.

Известны универсальные мосты

Уитстона для измерения и воспроизведения положительного электросопротивления, содержащие четырехплечую мостовую измерительную цепь, в одно плечо которой включен объект измерения (внешняя цепь), в два других плеча — масштабные мультирезисторы, в четвертое плечо — магазин сопротивления (или проводимости), в одну диагональ этой мостовой цепи включен нуль-орган, в другую диагональ .источник напряжения.

В указанных неавтоматических измерительных мостах роль устройства управления выполняет человек — оператор (1 ).

При автоматизации этого устройства взамен оператора и в качестве блока управления может быть использован микропроцессор, один вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выходы соответственно связаны с входами каналов управления масштабных и магазинного плеча мостовой цепи

Однако при указанном минимуме связей — каналов управления между перечисленными блоками количество функциональных воэможностей этого устройства ограничено.

Пель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в мост-мультиметр сопротивления, содержащий мостовую измерительную цепь, в одно плечо которой включен объект измерения, в другое плечо — масштабный резистор, в третье плечо - магазин проводимостей, в четвертое плечо — звездообразный масштабный мультирезистор, нуль-орган, включенный в индикаторную диагональ мостовой измерительной цепи, источник напряжения, включенный в диагональ питания мостовой измерительной цепи, Ьлок уттравления, один вход которого соединен с выходом нуль-органа, а первый.и второй выходы соединены соответственно с входами магазина проводимостей и звездо° образного масштабного мультирезистора, введен коммутатор, а пятое плеЗО чо мостовой измерительной цепи обра847214 зовано лучом-резистором звездообразного масштабного мультирезистора, включенным между зажимом объекта измерения и средним выводом звездообразного масштабного мультирезистора, при этом коммутатор включен параллельно пятому плечу, управляемый вход коммутатора соединен с третьим выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с управляемым входом источника напряжения.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого моста-мультиметра сопротивления.

На этой схеме штрихпунктирными линиями показаны каналы управления, между элементами мультиметра сопротивления.

Мост-мультиметр сопротивления содержит источник 1 с регулируемым при помощи канала 2 управления напряжением Е и нуль-орган 3 с выходным каналом 4 управления (один иэ входов блока 9 управления). Источник

1 и нуль-орган 3 включены в разные диагонали мостовой цепи. Объект 5 измерения с неизвестным сопротивлением Rx (или внешняя цепь с напряжением Ч) подключаются через входные зажимы в одно плечо измерительной цепи мультиметра сопротивления.

Первый масштабный резистор б с проводимостью С образует второе плечо измерительной цепи моста-мультиметра сопротивления.

Звездообразный масштабный мультиреэистор 7 с m лучами-резисторами с сопротивлениями

R R P R (1)

» (Р+") лые числа, А — основание принятой системы счисления, образует еще два противоположных указанному масштабному плечу, остальных масштабных плеча мультиметра, одно из которых с сопротивлением R(R) входит в состав измерительной цепи при всех возможных применениях мультиметра, другое — с сопротивлением

Н Р )= АН Р»

Противоположное объекту измерения (внешний цепи) отсчетное плечо измерительной цепи мультиметра выполнено в виде магазина 8 проводимости с показаниями (3) где х, хэ,..., x> — показание каждого из всех разрядов шкалы магазина, G проводимость одной ступени старшего раэря> да магазина. 3

Блок 9 управления содержит вход

10 +R вход 11 для выбора режима работй — R о> вход 12 для выбора режима работы +R вход 13 — для установа мантиссы х„,x,,хИ значений сопротивления Rx, R а при Rn, вход 14 для установа порядка (Р) масштабного множителя шкалы мультиметра, вход 4 для ввода в блок 9 управления информации от нуль-органа 3.

Блок 9 управления содержит также канал ? управления источником 1 в режимах — R и +Ни, канал 15 управления масштабным мультирезистором 7

35 при помощи прямого кода мантиссы х!» х2» > ХИ () или дополняющего блока мантиссы

x x g> .° .°.,,хи = А-х > х + х, (5)

2О канал 1б управления порядком (Р) масштабных плеч мультиметра, влияю— щих на масштаб шкалы мультиметра, канал 17 управления контактом, исключающим из измерительной цепи .э5 мультиметра третье масштабное плечо с сопротивлением R(p

Пятое плечо шунтируется контактами коммутатора 18.

Мультиметр реализует следующие три программы:

+Rх - измерение положительных сопротивлений, — Ro — воспроизведение отрицатель0 ных сопротивлений, +К и — воспроизведение положительных сопротивлений.

Для реализации программы +R х к соответствующим входным зажимам подключают объект измерения 5 с измеряемым сопротивлением R„, при воэдей40 ствии на вход 10 блока 9 управления, он включает коммутатор 18, исключает из измерительной цепи мультиметра пятое плечо с согротивлением R(P

+. путем его шунтирования, т.е. реализации условия

В = 0 (6)

Кроме того, канал 2 управления отключен от источника 1.

Мультиметр сопротивления в результате реализации программы R, превращается в четырехплечий мост, в момент равновесия которого иэм.>ряемое сопротивление

R!> = +R х! >х >... > хиС= (Р) („

+х! Х2 х!, R

Новые функциональные возможности мультиметра реализуются при включено нии любой из остальных двух программ -R или +йи.

Если йа вход 11 подать программу

-Ro, то коммутатор 18 остается замкнутым, но организован канал управления <<нуль-орган 3 - блок 9 управ847214

Ы = О. (8)

При этом падение напряжения на плече — масштабном резисторе б в силу (8) равно входному напряжению мультиметра, т.е.

J: G = U (9) откуда общий для этого плеча и плеча-магазина проводимостей ток (10) J = GU

При условии (8) падение напряжения на магазине проводимостей

J:(хя,х>,...х и G)

GU: (х4 зх ... хи G) — U:(хЛ,х,...,x„) равно падению напряжения на плече с сопротивлением R

, а именно

IR = U:(х„,x,...,x ) (12) 20 (11) 25 откуда ток мультиметра со стороны соответствующего зажима

I = -U: (х., x x> R (Р1)(13)

Далее, в соответствии с законом

Ома, входное сопротивление мультиметра со стороны входных зажимов

R„=U:! =П:

35 х„,xg, х RIP1

-x,x,...,xè.R (Р)

Л 2

Для реализации мультиметра сопротивления как имитатора отрицательного сопротивления со шкалой (14) 40 достаточно в качестве источника 1 использовать операционный источник питания.

Если на вход 12 подать программу

+хи устройство 9 Управления по ка 45 налу 17 дает команду на разыскание контактов коммутатора 18, в результате чего по отношение к входным зажимам мультиметр выступает как агрегат меры R(P+") А RIPE О и имита50 тор отрицательного сопротивления

-х1, х,..., хи. R (, (15) образованный последовательным соединением укаэанных меры и имитатора, поэтому имеющий итоговое сопротивление

R> А й(р) хл x< хи R (р) (А - хл, х,..., xe) и = (16) . ю(Р7

+хЛ,X xI, R

Блок 9 управления при реализации программы +RR пРеобразует прямой код x4,x,...,xI„ на входе 13 в дополняющиЙ код хл,х 2,..., х q на выходе ьа ления - источник 1 питания>> в результате восстановления управления в канале 2.

После подключения зажимов мультиметра к внешней цепи с напряжением U (R(P О) нуль-орган 3 так управляет источником 1, чтобы сиг5 нал в индикаторной диагонали моста

15, чтобы результат (16) получился в прямом коде (см.формулу 15) .

Во всех трех описанных применениях шкалы мультиметра сопротивления отличаются только по знаку, что позволяет калибровать мультиметр известными способами как.мост и затем использовать его без дополнительных

l подстроек как магазин-имитатор отрицательного и положительного сопротивления со шкалами (14) и (15).

Помимо уменьшения затра на метро логическое обслуживание на увеличении эффективности предлагаемого мультиметра сопротивления скажется то, что на компонентах и модулях моста-измерителя сопротивления беэ существенных схемных и конструктивных усложнений получают такие потребительские свойства мультиметра, как возможность применения в качестве широкодиапазонной и многоразрядной меры отрицательного сопротивления (14), так и идентичной по информационной способности меры положительного сопротивления (15).

Формула изобретения

Иост-мультиметр сопротивления, содержащий мостовую измерительную цепь, в одно плечо которой включен объект измерений, в другое плечо масштабный резистор, в третье плечо — магазин проводимостей, в четвертое плечо — звездообразный масштабный мультиреэистор, нуль-орган, включенный в индикаторную диагональ мостовой измерительной цепи, источник напряжения, включенный в диагональ питания мостовой измерительной цепи, блок управления, один вход которого соединен. с выходом нульоргана, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами магазина проводимостей и звездообразного масштабного мультирезистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен коммутатор, а пятое плечо мостовой измерительной цепи образовано лучом-резистором звездообразного масштабного мультирезистора, включенным между зажимом объекта измерения и средним выводом звездообразного масштабного мультиреэистора, при этом коммутатор включен параллельно пятому плечу, управляемый вход коммутатора соединен с третьим выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с управляемым входом источника напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шкурин Г.П. Справочник по электроизмерительным и радиоизмерительным приборам. М., Военное издательство МО СССР, 19бО, с. 44

847214

17

1

Составитель И. Бахтина

Редактор О. Персиянцева Техред T. Маточка КоррЕктор Г. Решетник

Заказ 5480/71 Тираж 732 Подписное

BHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4