DE2823348C2

DE2823348C2 - Durch Signale steuerbarer mehrteiliger Widerstandssatz

Info

Publication number: DE2823348C2
Application number: DE19782823348
Authority: DE
Inventors: Vja&ccaron;eslav Vasil'evi&ccaron; &Zcaron;ukovskij Moskovskaja oblast' &Zcaron;ev&ccaron;uk; Anatolij Vasil'evi&ccaron; &Zcaron;ukovskij Moskovskaja oblast Furman; Marat Ivanovi&ccaron; &Zcaron;ukovskij Moskovskaja oblast' Kornienko; Boris Petrovi&ccaron; Podboronov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1978-05-29
Publication date: 1983-01-20
Also published as: DE2823348A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der Meßtechnik. Sie geht aus von einem durch Signale steuerbaren mehrteiligen Widerstandssatz entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es gibt bereits einen steuerbaren mehrteiligen Widerstandssatz, von dem jeder Teil (Dekade) je zehn reihengeschaltete Widerstände enthält. Die Teile (Dekaden) des Satzes Mnd miteinander über Umschalter in Reihe geschaltet, wobei der gemeinsame Anschluß des Umschalters jeder Dekade mit dem Eingang der nachfolgenden Dekade verbunden ist. während die Kontakte des Umschalters der Widerstände jeder Dekade mit einem beliebigen Anschluß jedes Wider· »tandes der Dekade verbunden sind. Die Steuerung der mechanischen Umschalter mit Kontakten kann mittels eines mit einer Steuereinrichtung verbundenen Antriebs erfolgen. Dem erforderlichen Widerstandswert ist eine bestimmte Stellung der Umschalter in jeder Dekade zugeordnet.

Weiter ist aus der DE-OS 26 35 462 ein durch Signale steuerbarer mehrteiliger Widerstandssatz bekannt, bei dem die Signale zum Einstellen der gewünschten Widerstandswerte von einer Auswerterschaltung gegeben werden, die jeweils dem Meßbereich eines zu messenden, als Spannung abgebildeten Stromes zugeordnet sind. Je nach dem Meßbereich, in den der Wert des zu messenden Stromes im Augenblick der Messung fäüt, werden hierbei Signale erzeugt, die einem vorgegebenen Meßbereich zugeordnet sind.

Die Verwendung der mechanischer) Umschalter mit Kontakten im genannten Widerstandssatz beschränkt stark dessen Arbeitsgeschwindigkeit, gestattet keine hohe Einstellgenauigkeit für den erforderlichen Widerstandswert und zwingt zur Benutzung von Widerständen mit hoher herstellungstechnischer Genauigkeitsklasse. Die Verwendung von Transistoren zum Zu- oder Abschalten der einzelnen Widerstände erhöht zwar die Arbeitsgeschwindigkeit, jedoch ist die Meßgehauigkeit stark abhängig von der Güte der einzelnen Widerstände und deren Temperaturabhängigkeit.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen durch Signale steuerbaren mehrteiligen Widerstandssatz zu schaffen, dessen Schaltungsanordnung der Widerstände gestattet, eine hohe Einstellgenauigkeit des jeweils erforderlichen Widerstandswertes zu sichern, ohne Widerstände mit engen Herstellungstoleranzen einsetzen zu müssen, wobei der Vortei! der hohen Arbeitsgeschwindigkeit des Widerstandssatzes gesichert sein muß.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Widerstandssatz gestattet, die Arbeitsgeschwindigkeit des Widerstandssatzes wesentlich zu vergrößern und die Einstellgenauigkeit für ein erforderliches Widerstandsnormal bei diesem zu erhöhen, was ermöglicht, den Satz bei mehrkantigen Meßeinrichtungen als schnell arbeitendes Normal einzusetzen.

Insbesondere infolge der Verwendung eines aktiven schnell arbeitenden Schaltelementes (Operationsverstärker mit Beschallung) als Schattelement werden die Arbeitsgeschwindigkeit und die Genauigkeit des gesteuerten mehrteiligen Widerstandssatzes erhöht.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert, in der ein Schaltbild eines gesteuerten mehrteiligen Widerstandssatzes dargestellt ist.

Der gesteuerte mehrteilige Widerstandssatz enthält gemäß der Erfindung m Teile I,..., \_m _ ,, X_n die jeweils η reihengeschaltete Widerstände 2i. .... 2„ aufweisen, und eine Steuereinheit 3 zum An- bzw. Zusammenschalten der Widerstände jedes Teiles, die durch Steuerleitungen (nur schematisch angedeutet) mit Schaltelementen 4i. 4₂. ■■- 4„. 4„»t: 5i. 5?, .., 5* 5„»,; 6,.

6„. 6„.i jedes Teiles li. .., i_m verbunden sind.

Jeder der m Teile hat einen Operationsverstärker 7. wobei der Anschluß jedes Widerstandes 2i.... 2„ über

eines der Schaltelemente 5i 5„ » / mit dem Ausgang

des zugehörigen Operationsverstärkers 7 und über

eines der Schaltelemente 4 4„ ₊ / mit dessen

invertierendem Eingang 9 verbunden ist. Der Verbindungspunkt 10 von Speisequellen 11 und 12 des Operationsverstärkers 7 jedes Teiles ist mit dem Eingang des jeweils nachfolgenden Teiles verbunden. Als Eingang jedes Teiles dient der erste Anschluß 13 des Widerstandes 2|. In der Zeichnung ist als Beispiel eine Verbindung zweier Teile, nämlich des l_m _ ;-tcn und des

l_m-ten, angedeutet, wobei der Verbindungspunkt 10 der Speisequellen Il und 12 des Operationsverstärkers 7 des I_n,- /-ten Teiles mit dem ersten Anschluß 14 des Widerstandes 2t des l_m-ten Teiles verbunden ist. Der Widerstandssatz enthält in jedem der m Teile je eine Kompensationsschaltung 15 zur Kompensation von Toleranzen (Streuung) der Parameter der Widerstände 2,bis2„.

Jede Kompensationsschaltung 15 enthält π + 1 Parallelzweige, die durch eine Reihenschaltung aus einem Potentiometer 16,, 16₂,..., 16_Λ 16„ _{+ ;} und einem Schaltelement 6|, .., 6„ + ; gebildet sind, die zwischen dem Ausgang 8 des Operationsverstärkers 7 und seinem nichtinvertierenden Eingang 17 liegt, der über einen Widerstand 18 an den Verbindungspunkt 10 der Speisequellen 11 und 12 des Operationsverstärkers 7 angeschlossen ist.

Als Einsang des gesteuerten mehrteiligen Widerstandssatzes dient eine Klemme 19 des ersten Anschlusses des Widerstandes 2i des ersten Teiles 11, als Ausgang eine Klemme 20 des Verbindungspunktes 10 zur Verbindung der Speisequellen 11 und 12 des Operationsverstärkers 7 des Teiles 1 _m.

Im betrachteten Ausführungsbeispiel des Widerstandssatzes sind die Schaltelemente 4i,.., 4„ ₊ ,, 5i ,

5_o+i, 61, ..„ 6„ ₊ , in jedem Teil I₁, .., l_m aus Feldeffekttransistoren (vgl. das entsprechende Schaltungssymbol) aufgebaut.

Der gesteuerte mehrteilige Widerstandssatz arbeitet wie folgt:

Auf Signale der Steuereinrichtung 3 werden in jedem der m Teile Ii bis I_n, des Widerstandssatzes gleichzeitig diejenigen Schaltelemente 4_t..., 4„ + _r, S₁,.., S_n , _;, 6,, .., 6„ ♦ 1 geschlossen, die nur einen gleichen Index K aufweisen, wobei der Index K eine in den Grenzen von I y, bis η + 1 liegende beliebige ganze Zahl ist und für jeden

Teil Ii , Im einen eigenen bestimmten, vom Index K

für die anderen Teile abweichenden Wert aufweisen kann. Durch Schließen bestimmter Schaltelemente in jedem Teil 1· ..-Im wird zwischen seinem Eingang (Anschluß 13) und seinem Ausgang (Verbindungspunkt IO der Speisequellen 11 und 12) eine bestimmte Anzahl der reihengeschalteten Widerstände 2_U .. „ 2„ geschaltet, und da die π Teile des Widerstandssatzes ihrerseits in Reihe liegen, ergibt sieh zwischen der Eingangsklemme 19 und der Ausgangsklemme 20 des Widerstandssatzes ein Gesamtwiderstandswert der in jedem Teil gewählten Widerstände. Dieser Gesamtwiderstandswert ist gleich dem erforderlichen Widerstandswert.

Die Umschaltung der Anschlüsse der Widerstände 2_t,

..., 2„ in jedem Teil Ii l_m erfolgt mittels eines aktiven

Schaltelements aus dem Operationsverstärker 7 mit den Schaltelementen 4ι, .... 4„ + 1, 5i, ..., S_n+ , in dessen Gegenkopplungskreis und mit der Kompensationsschaltung 15 und einem Widerstand 18 in dessen Mitkopplungskreis. Als Beispiel wird die Umschaltung des zweiten Anschlusses des Widerstandes 2j betrachtet. In diesem Fall sind die Schaltelemente 4j, 5j und 62 geschlossen. Der Übergangswiderstand zwischen dem zweiten Anschluß des Widerstandes 2, und dem Verbindungsyuinkt 10 der Speisequellen 11 und 12 ändert sich abhängig von der Lage c>-j Schleifers des Potentiometers I62 von einem positiven j\% zu einem negativen Wert, weshalb die Lage des Potentiometerschleifers jederzeit derart gewählt werden kann, daß der Wert des Obergangswiderstandes dem Wert der Parameti: toleranz(streuung) des Widerstandes 2i betragsmäßig genau gleich und vorzeichenmäßig entgegengesetzt ist, so daß sich zwischen dem Eingang des betreffenden Teiles und dessen Ausgang ein exakter Wert des Widerstandes 2, einstellt. Die Umschaltung der Anschlüsse der anderen Widerstände 2₂... - 2„ in den Teilen erfolgt ähnlich, nur daß die Lage des Schleifers des entsprechenden Potentiometers 16,, ..., 16„ _{+ ;} derart gewählt wird, daß die gesamte Parameterstreuung(toleranz) einiger der in Reihe liegenden Widerstände 2i... „ 2„ ausgeglichen wird; im Sonderfall wird bei der Umschaltung des ersten Anschlusses 13 des Widerstandes 2, die Stellung des Schleifers des Potentiometers I61 derart gewählt, daß der Wen des Übergangswiderstandes gleich Null ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Durch Signale steuerbarer mehrteiliger Widerstandssatz, der in jedem Teil η reihengeschaltete Widerstände und eine mit Schaltelementen jedes Teiles verbundene Steuereinheit zum Zusammenschalten der Widerstände in erforderlicher Kombination aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil (li, ..„ l_m) des Widerstandssatzes einen Operationsverstärker (7) aufweist, daß der Anschluß jedes der π reihengeschalteten

Widerstände (2, 2„) jedes Teiles (1,,.., 1 _m)

einerseits Ober ein Schaltelement (5|,..., 5„ + ;) mit dem Ausgang (8) des zugehörigen Operationsverstärkers (7) und |5 andererseits über ein anderes Schaltelement (4|,..., 4„ + /) mit dem invertierenden Eingang (9) des zugehörigen Operationsverstärkers (7) verbunden ist und

daß der Vorbindungspunkt (10) der Speisequellen (II, 12) de» Operationsverstärkers (7) jedes Teiles (z. B. I_n, - /) mit dem Eingang des folgenden Teils (z. B. 1 m) des Widerstandssatzes verbunden ist

2. Widerstandssatz nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Teil (li, .., l_m) eine Kompensationsschaltung (15) zur Kompensation der Herstellungs-Toleranzen (Streuung) der Parameter der Widerstände (2i..., 2„) vorgesehen ist.

3. Widerstandssatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß jede Kompensationsschaltung (15) π + 1 Parallelzweige entnält. deren jeder

durch eine Reihenschaltung aus einem Potentiometer (16i..., 16„» 1) und tincm Schaltelement (61,.., 6„. 1 Jgebildet ist und _J5

zwischen dem Ausgang (8) des Operationsverstärkers (7) und dessen nichtinvertierendem Eingang (17) liegt.

der seinerseits über einen Widerstand (18) an den Verbindungspunkt(10)derSpeisequellen(U, 12)des dem betreffenden Teil (I_n, ,) zugeordneten Operationsverstärkers (7) angeschlossen ist.