Устройство для измерения сопротивления постоянному току

 

Союз Советсник

Социалистически к

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ

<„>855534 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) ЗаЯвлено 231179 (21) 2842334/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1508:81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 150881 (53)hh. Кл.з

G 01 R 27/02

Государственный комитет

СС.С Р по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,317, .331(088..8) (72) Авторы изобретения

А. В. Фролов, Н, Г, Бычков и В. К, Барба (71) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПОСТОЯННОМУ ТОКУ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для цифроього измерения сопротивления постоянному току, Известен преобразователь сопротивления в напряжение, содержащий отрицательный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью через первый и второй образцовые резисторы, к «© выходу операционнс..о усилителя подключен третий образцовый резистор, ко второму выводу которого подключены измеряемый резистор, второй вывод которого соединен с обшей шиной, и четвертый образцовый резистор, второй вывод которого соединен с неинвертирукщим вхо ом операционного усилителя и пятым бразцОвым реэисторсм, причем ко второ выводу пятого образцового резистора подключен источник опорного напряжения, соединенный с общей шиной 11.

Недостатками данного преобразователя являются ограниченные точность и диапазон преобразования из-за нали,чия большого числа образцовых резисторов, между. которыми йеобходимо со. блюдать определенные соотношения для обеспечения высокой линейности преобразования, кроме того источник опорного напряжения значительно нагружается при измерении малых величин сопротивления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения сопротивления, применяемое в приборах повышенной точности н содержащее, операционный усилитель, два образцовых и измеряеювай резисторы, прецизионный генератор тока, аналого-цифровой преобразователь двухтактового интегрирования и источник опорного напряжения, включенный между обшей южной и первьм входом АЦП двухтактного интегрирования, второй вход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, с первым выводом образцовоге резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, и измеряемого резистора, второй вывод которого соединен с об.щей шиной, а между выходом и инвертирукщим входом операзаионного усилителя включен плавакщий" источник опорного напряжения, созданный вторьач образцовьм резистором и прециэнонньм генератором тока 2).

Недостатком этого урФройства является ограниченная точность иэмере855534

30 ния сопротивления, определяемая погрешностями образцовых резисторов, качеством прецизионного генератора тока и источника опорного напряжения.

Цель изобретения - повышение точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления постоянному току, содержащее операционный усилитель, образцовый резистор, аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрирования и источник опорного напряжения, первый выходной зажим которого соединен с общей шиной, второй выходной эажим— с первым входом аналого-цифрового пре-15 образователя двухтактного интегрирования, второй вход которого соединен с клеммой для подключения измеряемого резистора, с неинвертирующим входом операционного усилителя и с первым 20 выходом образцового резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, вторая клемма для подключения измеряемого резистора соединена с общей шиной, введены два запоминающих конденсатора, четыре ключа и блок управления, причем первый выходной зажим источника опорного напряжения соединен также через первые два ключа с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого также соединен через третий и четвертый ключи с вторым выходным зажимом источника опорного напряжения, первый запоминающий конденсатор включен параллельно входам второго и третьего ключей, второй запоминающий конденсаrop включен между выходом и инвертирующим входом бперационного усилителя, управляющие входы первого 40 и четвертого ключей соединены с пер-вым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей.

На чертеже приведена схема устрой- 4 ства для измерения сопротивления постоянному току. устройство содержит операционный усилитель 1, между выходом и инвертирукщим входом которого подключен gg второй запоминающий конденсатор 2, ключи 3-6, источник 7 опорного напряжения, АЦП 8 двухтактного интегрирования, измеряемый резистор 9, образцовый резистор 10, второй запоми- нающий конденсатор 11, блок 12 управления, Устройство работает <Ртедующим образом.

Пары ключей 5,6 и 3, 4 переключаются в противофазе, при замыкании фО ключей 3; 4 и размыкании ключей 5, 6 опорное напряжение источника 7 запоминается с конденсатором 11, затем ключи 3, 4 размыкаются и опорное напряжение с конденсатора 11 переда- 65 ется конденсатору 2, на котором создается постоянное напряжение, равное через несколько тактов опорному и постоянно приложенное между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя 1, т,е. конденсатор 2 выполняет роль "плавающего" источника опорного напряжения, Операционный усилитель 1 выполняет функцию стабилизатора тока, величина которого определяется образцовым резистором 10, поскольку на этом резисторе поддерживается напряжение, равное опорному, Через измеряемый резистор

9 течет постоянный ток, создающий на нем падение напряжения, преобразуемое в АЦП двухтактного интегрирования в цифровой код.

Результат преобразования сопротивления в напряжения определяется выражением

Võ - Vî„ ° (1) где V„- паденйе напряжения на измеряемом резисторе 9;

V — опорное напряжение источнио ка 7;

R сопротивление измеряемого резистора 9;

R — сопротивление образцового

О. резистора 10.

Результат измерения АЦП двухтактного интегрирования 8 определяется выражением 1х (2)

V, где И„,N — количество счетных импульсов, пропорциональное соответственно прямому и обратному интегрированию, С учетом выражения (1), л 1х " °

" о т,е. точность измерения сопротивления определяется точностью образцового резистора 10.

Технико-экономический эффект заключается в повыаении точности измерения за счет уменьшения количества оставляющих результирующей погрешности измерения, причем введение запоминающих конденсаторов и ключей упрощает схему получения "плавающего" источника напряжения. В устройстве для управления ключами возможно использование любых противофазных сигналов, например. тактовых импульсоа,áëîêà управления в составе АЦП, т,е. возможно исключение отдельного блока управления, Кроме того, источник опорного напряжения в нем практическим не нагружен и мажет быть высокоомным, а введение новых элементов позволяет использовать неиэолированный источник опорного напряжения, т,е, создать общую точку по цепям питания операционного усилителя, источника опорного напряжения, измеряемого резистора и общей входной шины MUI.

855534

Формула изобретения

Составитель Л. Фомина

Редактор К. Волощук Техред С. Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Заказ 6899/63 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Устройство для измерения сопротивления постоянному току, содержащее операционный усилитель, образцовый резистор, аналого-циФрового преобразователь,двухтактного интегрирования и источник опорного напряжения, первый выходной зажим которого соединен с общей шиной, второй выходной зажим с первым входом аналого-цифрового преобразователя двухтактного интегрирования, второй вход которого соединен с клеммой для подключения измеряемого резистора, с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом образцового резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, вторая клемма для подкгноче я измеряемого резистора соединена с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены два запоминающих конденсатора, четыре ключа и блок управления, причем первый выходной за« жим источника опорного напряжения соединен также через первые два ключа с инвертирующим входом операционного усилителя, выход которого также соединен через третий и четвертый ключи с вторым выходным зажимом источника опорного напряжения, первый запоминающий конденсатор включен параллельно входам второго и третьего ключей, второй запоминающий конденсатор включен между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя, управляющие входы первого и четвертого ключей соединены с первым выходом блока упрайления, второй выf5 ход которого соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутсиков В. С, Применение опеЩ рационных усилителей в измерительной технике, Л,, 1975, с.48, рис,226, 2 ° Описание прибора ДМ 501 фирмы

"Tektronix .