Устройство контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей

 

1

В. Г. Шитов, М.. А. Прохоров и С. М. pokopoi

Пензенский инженерно-строительный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТИВНЫХ

МАСШТАБИРУЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и используется при создании устройств для контроля отношений сопротивлений и измерения относительной погрешности коэффициента деления делителей напряжения или делителей тока.

Известно устройство для контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей, содержащее регулнруемый источник напряжения, выход которого соединен со входными клеммами, коммутатор, два входа одного из направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направления соединен с выходом компенсатора, образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопозиционный

20 переключатель и операционный усилитель, при этом задатчик кода соединен со входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, вход операционного усилителя соединен со вторым выходом коммутатора, третий вход одного из направлений которого соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен ко входным клеммам, а выход его соединен с третьим входом коммутатора другого направления, два входа которого соединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход кбмпенсатора соединен со вторым выходом регулируемого источника напряжения и со входом блока задания масштаба, вктход которого через однопозиционный переключатель подключен ко второму входу компенсатора, при этом регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения>выход которого соединен со второй выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, ана 869031 логовый ключ и операционныи усилитель I с резистором в его цепи обратной связи подключен к первой выходной клемме, причем управляющий вход аналогового ключа соединен со входной клеммой, при этом блок задания масштаба содержит резистивный делитель напря жения, выход которого соединен с вы ходной клеммой, а вход его через аналоговый ключ соединен со входной клем. мой, причем управляющий вход аналогового ключа соединен с выходом задатчика масштаба, компенсатор содержит элемент сравнения, выход которого соединен со входом регистрирующего устройства и со входом цифроаналогового преобразователя, а первый вход элемента сравнения подключен ко входной клемме, а второй его вход соединен с первым выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход которого соединен со входной клеммой l

Недостаток данного устройства— ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей, содержащее регулируемый источник напряжения, включающий последовательно соединенные автономный источник напряжения, первый резистивный делитель напряжения, ключи, управляющие входы которых соединены с выходом задатчика кода, первый операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, первый коммутатор, и входов которого ооединены со средними точками и первыми входами сравниваемых и образцового резистивных масштабирующих преобразователей соответственно, а два выхода коммутатора соединены соответственно с . инвертирующим входом и выходом второ. го операционного усилителя, компенсатор, включающий элемент сравнения, регистрирующий блок, цифроаналоговый преобразователь, причем выход второго операционного усилителя соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя компенсатора, второй вход ,которого соединен с выходом автономного источника напряжения регулируемого источника напряжения и входом блока задания масштаба э а выход цифро. аналогового преобразователя компенсатора соединен с первым входом элемен5

t0

55 та сравнения компенсатора, второй вход которого соединен через переключатель с выходом блока задания масштаба, а выход элемента сравнения компенсатора соединен с управляющим входом цифроаналогового преобразователя и со входом его регистрирующего блока, блок задания масштаба, включающий последовательно соединенные аналоговые ключи, выход которых соединен со входом задатчика масштаба, и второго резистивного делителя напряжения, дополнительно введены инвертирующий усилитель напряжения и второй коммутатор

Ф два подвижных. контакта которого сое-. динены со вторыми входами резистивных масштабирующих преобразователей и неинвертирующим входом второго операционного усилителя соответственно, а первый неподвижный контакт второго коммутатора соединен с выходом инвертирующего усилителя напряжения, второй и третий — с общей шиной, четвертый — r выходом первого операционного усилителя и входом инвертирующего уси. лителя напряжения соответственно.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей состоит из регулируемого источника напряжения, выполненного в виде цифроаналогового преобразователя (ЦАЛ)

1, содержащего автономный источник напряжения 2, основной резистивный делитель напряжения 3, аналоговые ключи 4, первый операционный усилитель

5 и резистор обратной связи 6,.задатчика 7 кода, задатчика 8 масштаба, блока 9 задания масштаба, содержащего аналоговые ключи 10 и дополнительный делитель ll первого коммутатора

12, второго операционного усилителя

13, переключателя 14, компенсатора

15, содержащего элемент 16 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 17 и регистрирующий блок 18, образцового резистивного масштабирующего преобразователя 19, инвертирующего усилителя 20 и второго коммутатора 21.

Устройство работает следующим образом.

При измерении относительной разнос. ти отношений резисторов R< /R и R /R контакт коммутатора 21 установлен в положение "0". Работа устройства происходит в два или более тактов в зависимосс1и от числа отношений резисто ров, сравниваемых с отношением R> /R

5 первом такте, когда контакт куму татора 12 находится в положении !, производится регулировка устройства на отношение R /R, относительно которого производится измерение ошибки отношения Й /R4 и других отношений.

При этом компенсатор работает в режиме нуль-органа, для чего все аналоговые ключи ЦАП 17 соединены со вход" ной клеммой компенсатора, соединен- 1О ного с выходом второго операционного усилителя 13. При этом на выходе второго операционного усилителя 13 устанавливается сигнал, равный U = Е х г1 х Кц R -/R < (где Š— напряжение ис1 точника 2; К вЂ” модуль коэффициента передачи ЦАП 1), а на выходе блока задания масштаба 9, у которого коэффициент передачи напряжения Е источника 2 равен М, напряжение равно U

= М Е. При неравенстве U Ф U эле4 М мент 16 сравнения-срабатывает и сигнализирует о необходимости регулировки

Кц. С помощью задатчика 7 кода проводится регулировка коэффициента К1, та чтобы выполнялось равенство Е . К

В4 х Й1/R< М Е, т. е. устанавливаетс коэффициент К M/(R /Rg) .

На следующем такте коммутатор 12 устанавливают в положение II. При этом разность напряжений

869031 6 ненное с общей шиной. При этом напряжение на выходе усилителя 13 М E (11 /Rg) /(Rg/R<) сравнивается компенсатором 15 с напряжением на ЦАП 17

К ° Е М Е (R>/R4)/(В1/Rg, и в регистрирующем устройстве 18 заносится отсчет

RsiRa к=м

Ко

Q /йд

КуЯ 0 1 Я

Я

Я

В режиме измерения относительного

X ф. отклонения коэффициента деления К

= R /(Й + R>) от номинального своего значения либо от значения К1,12

= R /(R > + R ) второй коммутатор 21 устанавливается в положение К, à переключатель 14 — в положение I. В первом такте коммутатор 12 устанавли. 1 . вается в положение Т, а ключи ЦАП 17

3s..комненсатора 15 соединены с выходом усилителя 13. В этом случае устройство 16 сравнения срабатывает и сигнализирует о неравенстве напряжений, поступающих на его вход U E К К. к +ф

40 Ф М Е. Изменяя состояние

ЦАП 1„ с помощью задатчнка кода 4 по-, лучается равенство

Я + R

Ц и R>

«„.А Ж В М

Q.„/R2 или в общем случае

5О Во втором такте коммутатор 12 устанавливается в положение II u разность

Для получения информации о соотношении отношений R /Rg и R3/R4 переключатель 14 переключается йз йсходного положения в положение 2, соеди ЕМ ь Мц44 а. дО- к „ @- м „

I. где К вЂ” регулируемый коэффициент передачи делителя ЦАП 17, сравнивается в компенсаторе 15 с напряжением на

ЦАП 17

ЬВ В и, Р4J R2.

Ф н в регистрирующий блок 1 8 заноСится отсчет

При этом же положении переключате.ля 14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и регулируя коэффициент отношения К образцового резистивного масштабирующего преобразователя 19 до равенства получается на образцовом преобразователе 19 информация об отношении R /R < 1 где К„ — модуль коэффициента передачи инвертирующего усилителя 20. аО=ак„к„ м =, 869031

КЕ = МЕ

„йлi(R Rx р /(а в общем сл уч а е

К=М

МЕ

КЕ * МЕ

К а М

Формула изобретения

55 сравнивается в компенсаторе 15 с напряжением на ЦАП 17

rpe К вЂ” регулируемый коэффициент передачи делителя ЦАП 17 и в регистрирующий блок 18 заносится отсчет

Для получения информации о соотно4 шении коэффициентов деления Q/(К„+

+ Rz) «g/(Ry+ й4) переключатель

14 устанавливается в положение t1

При этом напряжение на выходе дополнительного усилителя 13

3 сравнивается в компенсаторе 15 с напряжением с ЦАП 17 и в регистрирующем устройстве 18 заносится отсчет

При этом же положении переключателя

14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и образцовый преобразователь 19, получается информация о значении R /(R„ + R ) на образцовом масштабном преобразователе. Предлагаемое устройство обладает расши1н;иными функциональными возможностями.

Устройство для контроля параметров резистивных масштабирующих преобразователей, содержащее регулируемый источник напряжения, включающий последовательна соединенные автономный источник и:.спряжения, первый резистив10

50 ный делитель напряжения, ключи, управляющие входы которых соединены с выходом задатчика кода, первый операционный усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, первый коммутатор, и входов которого соединены со средними точками и первыми входами сравниваемых и образцового резистивных масштабирующих преобразователей соответственно, а два выхода коммутатора соединены соответственно с инвертирующим входом и выходом второго операционного усилителя, компенсатор, включающий элемент сравнения, регистрирующий блок, цифроаналоговый преобразователь, причем выход второго операционного усилителя соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя компенсатора, второй вход которого соединен с выходом автономного источника напряжения регулируемого источника напряжения и входом блока задания масштаба, а выл од цифроаналогового преобразоватепя компенсатора соединен с первым входом элемента сравнения компенсатора, второй вход которого соединен через переключатель с выходом блока задания масштаба, а выход элемента сравнения компенсатора соединен с управляющим входом цифроаналогового преобразователя компенсатора и входом

его регистрирующего блока, блок задания масштаба, включающий последовательно соединенные аналоговые ключи, выход которых соединен со входом задатчика масштаба и второго резистивного делителя напряжения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос- тей, в него введены инвертирующий усилитель напряжения и второй коммутатор, два подвижных контакта которого соединены со вторыми входами резистивных масштабирующих преобразователей и инвертирующим входом второго операционного усилителя соответственно, первый неподвижный контакт второго коммутатора соединен с выходом инвертирующего усилителя напряжения, второй и третий — с общей шиной, четвертый — с выходом первого операционного усилителя и входом инвертирующего усилителя напряжения соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз»

1. Авторское свидетельство СССР

Р 661411, кл. 6 О) R 27/00, 1979 (прототип).