CS247799B1

CS247799B1 - Electric resistances' small values measuring connection

Info

Publication number: CS247799B1
Application number: CS854363A
Authority: CS
Inventors: Jitka Tvaruzkova; Jaroslav Jankovsky
Original assignee: Jitka Tvaruzkova; Jaroslav Jankovsky
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1987-01-15
Also published as: CS436385A1

Abstract

Zapojení umožňující měřění malých hodnot elektrických odporů, zejména měření přechodových odporů proudovodných drah elektrických přístrojů. K měření se využívá měřicích impulsů, což má za následek podstatné zmenšení rozměrů a váhy zařízení, využívajícího tohoto zapojení.Wiring to measure small ones values of electrical resistances, in particular measuring the current resistance of transients electrical apparatus lanes. For measurement measuring pulses are used, which is behind consequently a substantial reduction in dimensions a the weight of the device using this connection.

Description

Vynález se týké zapojení pro měření malých hodnot elektrických odporů při vysokých časově proměnných měřicích proudech.The invention relates to a circuit for measuring low values of electrical resistances at high time varying measuring currents.

U proudovodných soustav, která jsou vzájemně spojeny, dochází na spoji vlivem průchodu elektrického proudu k úbytku napětí a k vývinu ztrátového tepla. Tyto jevy jsou přímo Úměrná hodnotě přechodového odporu. Z toho důvodu je důležitá znalost jejich velikosti. Hodnoty přechodového odporu se zjiělují voltampérovou metodou. Vzhledem k měření velmi malých hodnot odporů musí být použity velké měřicí proudy (řádově desítky ampér), aby zjiělované hodnotě napětí byla ve snadno měřitelné oblasti. Při použití v současné době rozšířené statické metody měření je buzení proudového okruhu energeticky značně náročné, což má za následek nutnost použití výkonových zdrojů.In current-carrying systems that are connected to each other, a voltage drop and heat dissipation occur at the connection due to the passage of electric current. These phenomena are directly proportional to the value of the transient resistance. For this reason, knowledge of their size is important. Transient resistance values are determined by the volt-ampere method. Due to the measurement of very small resistance values, large current currents (of the order of tens of amperes) must be used in order to detect the voltage value in an easily measurable range. Using the currently extended static measurement method, the excitation of the current circuit is very energy intensive, resulting in the necessity of using power sources.

Nevýhoda dosavadních zapojení spočívá v tom, že následkem vysoké hmotnosti výkonových zdrojů je měření nesnadné a málo operativní.The disadvantage of the existing wiring is that due to the high weight of the power sources, the measurement is difficult and less operational.

Zmíněná nevýhoda je odstraněna zapojením podle vynálezu, jehož podstatě spočívá v tom, že obě napětové svorky ohmického odporu jsou'spojeny s diferenciálními vstupy jednoho napělového komparátoru jejichž výstupy jsou spojeny s časovými vstupy řídicí a vyhodnocovací jednotky, přičemž synchronizační výstup spínače je spojen s časovým vstupem řídicí a vyhodnocovací jednotky ne jejíž nnpětový vstup je připojen výstup zesilovače přičemž řídicí a vyhodnocovací jednotka sestává z alespoň jednoho analogového spínače, jehož vstup je připojen k výstupu zesilovače 8 jehož výstupy jsou připojeny jednotlivě na vstupy alespoň jednoho analogového pamětového prvku, jejichž výstupy jsou spojeny přes měřicí spínače se vstupem měřicího bloku, přičemž ovládací vstupy analogových spínačů jsou spojeny jednotlivě s výstupy napěíových komparátorů a řídicí vstupy měřicích spínačů jsou připojeny jednotlivě k výstupům časové řídicí jednotky a časový vstup měřicího bloku je spojen s jedním výstupem časové řídicí jednotky.This disadvantage is eliminated by the circuit according to the invention, which consists in that the two voltage terminals of the ohmic resistor are connected to the differential inputs of one voltage comparator whose outputs are connected to the time inputs of the control and evaluation unit, the synchronization output of the switch being connected to the time input. a control and evaluation unit not having an undervoltage input connected to the amplifier output, the control and evaluation unit consisting of at least one analog switch whose input is connected to the output of the amplifier 8 whose outputs are connected individually to the inputs of at least one analog memory element whose outputs are connected via measuring switches with measuring block input, where the control inputs of the analog switches are connected individually to the outputs of the voltage comparators and the control inputs of the measuring switches are connected reliably to the outputs of the time control unit and the time input of the measuring block is connected to one output of the time control unit.

Výhodou zapojení podle vynálezu Je, že potřebný proudový zdroj je dimensován pouze na výkon měřicích impulsů. Měřicí proud protéká ze zdroje časově proměnného proudů o krátkém čase a nemusí být stabilizován. Z toho plyne výrazné zmenšení napájecího zdroje, v důsledku čehož je možné přístroj vyrobit v přenosném provedení, popř. nezávislý na napájecí síti. Protože výsledkem měření je hodnota odporu měřeného objektu, při jedné nebo více hodnotách měřicího proudu, představuje to výhodu při měření nelineárních prvků, jako jsou např. přechodové odpory proudovodných drah elektrických přístrojů.An advantage of the circuitry according to the invention is that the required power source is only dimensioned for the power of the measuring pulses. The measuring current flows from a time-varying current source in a short time and does not need to be stabilized. This results in a significant reduction in the power supply, which makes it possible to manufacture the device in a portable design or in a portable design. independent of the mains supply. Since the measurement results in the resistance value of the object being measured, at one or more of the measurement current values, this represents an advantage when measuring non-linear elements, such as the transition resistances of the current paths of electrical devices.

Příklad zapojení podle vynálezu je uveden na přiložených výkresech, kde je na obr. 1 celkové blokové schéma a na obr. 2 je schéma řídicí a vyhodnocovací jednotky.An example of a circuit according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is an overall block diagram and Fig. 2 is a diagram of a control and evaluation unit.

V příkladu zapojení na obr. 1 je první pól ,01 zdroje j_, tvořeného akumulátorem a baterií kondensátorů, spojen přes spínač 2, kterým je výkonový tranzistor s budicími obvody, s první proudovou svorkou £ měřeného odporu £, jehož druhá proudová svorka £ je přes ohmický odpor £ připojena k druhému pólu 02 zdroje £. Diferenciální zesilovač £ je např. operační zesilovač se zpětnou vazbou. Jeho oba diferenciální vstupy 71. 72. jsou připojeny k napětovým svorkám 41. 42 měřeného odporu £. Napětové svorky 61. 62 ohmického odporu £ jsou spojeny s diferenciálními vstupy 81. 82. 91. 92. 101. 102 napěíových komparátorů 8, £, 10. jejichž výstupy 83. 93. 103 jsou spojeny s časovými vstupy 111. 112. 113 řídicí a vyhodnocovací jednotky 11. Napělové komparátory 8, £, 10 jsou tvořeny např. operačními zesilovači bez zpětné vazby, jejichž porovnávací vstupy jsou nastaveny na napětí, odpovídající jmenovitým hodnotám měřicího proudu. Napětový vstup 116 řídicí a vyhodnocovací jednotky 11 je připojen k výstupu 73 diferenciálního zesilovače £. Výstup 21 signálu ze spínače 2 je spojen synchronisačním vodičem 12 a česovým vstupem 114 řídicí a vyhodnocovací jednotky 11.In the example of the connection in FIG. 1, the first pole 01 of the accumulator 7 and the capacitor battery is connected via a switch 2, which is a power transistor with excitation circuits, to a first current terminal 6 of the measured resistor 6 whose second current terminal 8 is an ohmic resistor připoj connected to the second pole 02 of the source £. The differential amplifier 8 is, for example, a feedback opamp. Its two differential inputs 71, 72 are connected to the voltage terminals 41, 42 of the measured resistance. The voltage terminals 61, 62 of the ohmic resistor 8 are connected to the differential inputs 81, 82, 91, 92, 101, 102 of the voltage comparators 8, 10, whose outputs 83, 93, 103 are connected to the time inputs 111, 112, 113 of the control. and the evaluation units 11. The voltage comparators 8, 8, 10 are formed, for example, by non-feedback operational amplifiers whose comparing inputs are set to a voltage corresponding to the nominal values of the measuring current. The voltage input 116 of the control and evaluation unit 11 is connected to the output 73 of the differential amplifier 6. The signal output 21 of the switch 2 is connected by a synchronization conductor 12 and a Czech input 114 of the control and evaluation unit 11.

ZOF

Ve schématu řídicí a vyhodnocovací jednotky 11 na obr. 2 sestává tato jednotka ze dvou analogových spínačů 1101. tvořených např. spínacími FET - tranzistory, jejichž vstupy 116 jsou připojeny k výstupu 73 diferenciálního zesiloveče 2 a jejichž výstupy jsou připojeny jednotlivě na vstupy dvou analogových paměťových prvků 1102. tvořených kondensátory, jejichž výstupy jsou spojeny přes dva měřici spínače 1103 - spínací FET - tranzistory - se vstupem měřicího bloku 1104. kterým je číslicový voltmetr. Ovládací vstupy 111.In the diagram of the control and evaluation unit 11 in FIG. 2, this unit consists of two analog switches 1101. consisting of eg switching FET transistors whose inputs 116 are connected to the output 73 of the differential amplifier 2 and whose outputs are connected individually to the inputs of two analogue memory the capacitors whose outputs are connected via two measuring switches 1103 - switching FETs - transistors - to the input of the measuring block 1104. which is a digital voltmeter. Control inputs 111.

112 analogových spínačů 1101 jsou spojeny jednotlivě s výstupy 83. 93 napěťových komperátorů 8, £. Řídicí vstupy dvou měřicích spínačů 1103 jsou připojeny jednotlivě k výstupům časové řídicí jednotky 1105 a časový vstup měřicího bloku 1104 je spojen s jedním výstupem časové řídicí jednotky 1105.112 of the analog switches 1101 are coupled individually to the outputs 83, 93 of the voltage compressors 8, 8. The control inputs of the two metering switches 1103 are connected individually to the outputs of the time control unit 1105, and the time input of the measurement block 1104 is coupled to one output of the time control unit 1105.

Funkce obvodu podle vynálezu je následující: spínačem £ se sepne obvod měřicího proudu ze zdroje £ časově proměnného proudu. Měřicí proud vytvoří jednak úbytek napětí na měřeném odporu £ a současně úbytek napětí ne ohmickém odporu 6., úměrný okamžité hodnotě měřicího proudu. Okamžitá hodnota napětí na ohmickém odporu 6_ je prostřednictvím napěťových komparátorů 8, £, 10 trvale srovnávána s nastavenou hodnotou jednotlivých komparátorů. V okamžiku shody napětí na ohmickém odporu 6 s nastavenou hodnotou některého z komparátorů odpojí komparátor prostřednictvím svého výstupu 83. 93. 103 analogový paměťový prvek 1102 od výstupu 73 diferenciálního zesilovače 2· Ιί» dojde k uchování zesíleného úbytku napětí na měřeném odporu £ v okamžiku vyhodnocení příslušného komparátoru na příslušném analogovém paměťovém prvku 1102. Po rozepnutí spínače £, tedy po ukončení měřicího cyklu, jsou postupně výstupy analogových paměťových prvků 1102 přes měřicí spínače 1103. ovládané časovou řídicí jednotkou 1105 připojovány na vstup měřicího bloku 1104. číslicového voltmetru, kterým jsou změřené napětí uchovávaná v příslušných paměťových prvcích 1102. Tak jsou získány hodnoty úbytků napětí na měřeném odporu £, vznikající při příslušných hodnotách měřicího proudu, předem nastavených na napěťových komparátorech 8, 2, 12.·The function of the circuit according to the invention is as follows: with the switch 6 the circuit of the measuring current from the time-varying current source 6 is switched. The measuring current creates both a voltage drop across the resistor 6 and a voltage drop across the ohmic resistor 6 proportional to the instantaneous value of the measuring current. The instantaneous value of the voltage at the ohmic resistor 6 is permanently compared with the set value of the individual comparators by means of the voltage comparators 8, 10, 10. When the voltage at the resistor 6 matches the set value of one of the comparators, the comparator disconnects via its output 83. 93. 103 the analogue memory element 1102 from the output 73 of the differential amplifier 2 · »ί »maintains the amplified voltage drop on the measured resistance. When the switch 6 is opened, that is to say after the end of the measurement cycle, the outputs of the analogue memory elements 1102 are successively connected via the timers 1103 controlled by the time control unit 1105 to the input of the measuring block 1104 of the digital voltmeter. the voltage values stored in the respective memory elements 1102. Thus, the voltage drop values on the measured resistor, arising at the respective measuring current values preset on the voltage comparators 8 are obtained. 2, 12. ·

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Circuitry for measuring small values of electrical resistances at large time-varying measuring currents, where one pole of the source is connected via a switch to the first current terminal of the measured resistance, the other current terminal is connected to the other pole of the source via an ohmic resistor. connected to the differential inputs of the amplifier, characterized in that the two voltage terminals (61, 62) of the ohmic resistor (6) are connected to the differential inputs (81, 82, 91, 92, 101, 102) of one voltage comparator (8, 9, 10) whose outputs (83, 93, 103) are connected to the time inputs (111, 112, 113) of the control and evaluation unit (11), the synchronization output (21) of the switch (2) being connected to the time input (114) of the control and evaluation unit an evaluation unit (11), to whose voltage input (116) the output (73) of the amplifier (7) is connected, the control and evaluation unit (11) comprising at least one analog switch (1101), the input of which is connected to the output (73) of the amplifier / (7) ε, the outputs of which are connected individually to the inputs of at least one analog memory element (1102), the outputs of which are connected via measuring switches (1103); the input of the measuring block (1104), the control inputs of the analog switches (1101) being connected individually to the outputs (83, 93) of the voltage comparators (8, 9) and the control inputs of the measuring switches (1103) connected individually to the outputs ) and the time input of the measurement block (1104) is connected to one output of the time control unit (1105).