RU2028630C1 - Resistance-to-voltage changer - Google Patents

Resistance-to-voltage changer Download PDF

Info

Publication number
RU2028630C1
RU2028630C1 SU4848417A RU2028630C1 RU 2028630 C1 RU2028630 C1 RU 2028630C1 SU 4848417 A SU4848417 A SU 4848417A RU 2028630 C1 RU2028630 C1 RU 2028630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
resistance
output signal
range
operational amplifier
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Горбков
Г.В. Малышев
В.А. Медников
Original Assignee
Малышев Геннадий Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малышев Геннадий Владимирович filed Critical Малышев Геннадий Владимирович
Priority to SU4848417 priority Critical patent/RU2028630C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2028630C1 publication Critical patent/RU2028630C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Abstract

FIELD: data-processing and measurement technology. SUBSTANCE: novelty is introduction of two resistors in changer, new ties increasing range of presentation of output signal without impairing its metrological characteristics. EFFECT: reduced error in output signal; essentially extended range of output signal presentation from changer; independent control of hinge and low values of output signal presentation range; reduced temperature of primary resistive sensor heated by current passed through it from output signal presentation range changer. 1 dwg

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для преобразования изменений сопротивлений резистивного первичного преобразователя в напряжение. The invention relates to information-measuring technique and is intended to convert changes in the resistances of a resistive primary converter to voltage.

Известны преобразователи сопротивления в напряжение, построенные на основе линейной зависимости падения напряжения от сопротивления на постоянном токе. Построенные таким образом преобразователи при качественном стабилизаторе тока обладают высокими техническими характеристиками [1]. Known converters of resistance to voltage, built on the basis of a linear dependence of the voltage drop on the resistance to direct current. Converters constructed in this way with a high-quality current stabilizer have high technical characteristics [1].

Однако при преобразовании приращения сопротивления в напряжение, пропорциональное приращению сопротивления относительно его начального значения, эти устройства обладают небольшим выходным диапазоном и вследствие этого низкими метрологическими характеристиками. However, when converting the increment of resistance into a voltage proportional to the increment of resistance relative to its initial value, these devices have a small output range and, as a result, low metrological characteristics.

Известен преобразователь сопротивления в напряжение компенсацией начального значения преобразуемого сопротивления, cодержащий источник опорного напряжения, подсоединенный через резистор к инвертирующему входу операционного усилителя, в отрицательной обратной связи которого находится резистор с изменяемым сопротивлением, на второй - неинвертирующий вход операционного усилителя подсоединено своей общей точкой два последовательно соединенных резистора, один из которых своим вторым выводом соединено с источником опорного напряжения, а другой - с земляной шиной. Этот делитель опорного напряжения компенсирует напряжение на выходе операционного усилителя, соответствующее начальному значению изменяемого сопротивления [2]. Known converter of resistance to voltage by compensating the initial value of the converted resistance, containing a reference voltage source connected through a resistor to the inverting input of the operational amplifier, in the negative feedback of which is a resistor with variable resistance, the second non-inverting input of the operational amplifier is connected by its common point two series-connected resistors, one of which is connected to a voltage reference source by its second terminal me and the other with an earthen tire. This reference voltage divider compensates the voltage at the output of the operational amplifier, corresponding to the initial value of the variable resistance [2].

Недостатком этого устройства является малый уровень и небольшой диапазон выходного сигнала. Это связано с тем, что изменение сопротивления составляет десятки, единицы и доли ома, а входное сопротивление имеет размерность килоомов (ток в милиамперах), вследствие чего коэффициент передачи операционного усилителя меньше единицы. Малый коэффициент передачи операционного усилителя и определяет малый диапазон выходного сигнала, имеющего уровень порядка единиц миливольт, что для устойчивой работы последующих устройств, например логики, явно недостаточно. Дополнительное усиление выходного сигнала с преобразователя отдельным усилителем увеличивает погрешность преобразования. The disadvantage of this device is the low level and small range of the output signal. This is due to the fact that the change in resistance is tens, units and fractions of an ohm, and the input resistance has the dimension of kilo ohms (current in milliamperes), as a result of which the transfer coefficient of the operational amplifier is less than unity. The small transfer coefficient of the operational amplifier determines a small range of the output signal, having a level of the order of units of millivolts, which is clearly not enough for the stable operation of subsequent devices, for example, logic. Additional amplification of the output signal from the converter by a separate amplifier increases the conversion error.

Целью изобретения является увеличение диапазона выходного сигнала с преобразователя без ухудшения его метрологических характеристик. The aim of the invention is to increase the range of the output signal from the Converter without compromising its metrological characteristics.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий источник опорного напряжения, подключенный через первый резистор к инвертирующему, а через второй - к неинвертирующему входу операционного усилителя, соединенного через третий резистор с земляной шиной, резистор с изменяемым сопротивлением, подключенный своим первым выводом к инвертирующему входу операционного усилителя, введено дополнительно два последовательно соединенных резистора, включенных между выходом операционного усилителя и земляной шиной и соединенных своей общей точкой с вторым выводом резистора с изменяемым сопротивлением. This goal is achieved by the fact that in the converter containing the reference voltage source connected through the first resistor to the inverting one, and through the second to the non-inverting input of the operational amplifier connected through the third resistor to the ground bus, the resistor with variable resistance connected by its first output to the inverting the input of the operational amplifier, an additional two series-connected resistors are introduced, connected between the output of the operational amplifier and the ground bus and connected its general point from the second terminal of the resistor with adjustable resistance.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя. The drawing shows a diagram of the proposed Converter.

Преобразователь изменения сопротивления в напряжение с компенсацией начального значения преобразуемого сопротивления содержит источник 1 опорного напряжения, первый резистор 2, второй резистор 3, третий резистор 4, операционный усилитель 5, четвертый изменяемый резистор 6, пятый резистор 7, шестой резистор 8. Выход операционного устройства является выходом преобразователя. The resistance-to-voltage converter with compensation of the initial value of the converted resistance comprises a reference voltage source 1, a first resistor 2, a second resistor 3, a third resistor 4, an operational amplifier 5, a fourth variable resistor 6, a fifth resistor 7, a sixth resistor 8. The output of the operating device is converter output.

Работает данный преобразователь следующим образом. This converter works as follows.

Напряжение с источника 1 опорного напряжения поступает на делитель напряжения, состоящий из второго резистора 3 и третьего резистора 4, напряжение с которого фоpмирует на неинвертирующем входе операционного усилителя 5 смещение, равное падению напряжения на четвертом изменяемом резисторе 6
Uсм=

Figure 00000001
= I1·R4
В предлагаемом преобразователе приведенное равенство фиксируется по отношению к крайнему значению сопротивления R4, например максимальному. Ток J1, необходимый для этого, формируется с помощью первого резистора 2
I1=
Figure 00000002

на основе соотношения
Figure 00000003
· R4=
Figure 00000004

выполняемого при
Figure 00000005
=
Figure 00000006

Это определяет в точке в схемы потенциал, равный "0". Весь ток J1 в этом случае идет по сопротивлению R5. При токе в милиамперах, сопротивлении R5 в килиомах падение напряжения на нем будет в вольтах. Таким образом, максимальному значению сопротивления R4 соответствует выходной сигнал в вольтах. Вторую точку диапазона, соответствующую нулевому значению напряжения на выходе, получаем выбором сопротивления шестого резистора 8 из соотношения
Figure 00000007
=
Figure 00000008

по выражению
R6= R5·
Figure 00000009
где U2 - напряжение в точке г схемы преобразователя, соответствующее максимальному значению сопротивления резистора R4;
Ub - напряжение в точке в схемы преобразователя, соответствующее номинальному или специальным образом выбранному значению сопротивления резистора R4.The voltage from the source 1 of the reference voltage is supplied to a voltage divider consisting of a second resistor 3 and a third resistor 4, the voltage from which forms an offset equal to the voltage drop at the fourth variable resistor 6 at the non-inverting input of the operational amplifier 5
U cm =
Figure 00000001
= I 1 · R 4
In the proposed Converter, the given equality is fixed in relation to the extreme value of the resistance R 4 , for example, the maximum. The current J 1 required for this is generated using the first resistor 2
I 1 =
Figure 00000002

based on the ratio
Figure 00000003
R 4 =
Figure 00000004

performed at
Figure 00000005
=
Figure 00000006

This defines a potential equal to "0" at a point in the circuit. All the current J 1 in this case is the resistance R 5 . With current in milliamperes, resistance R 5 in kiliomes, the voltage drop across it will be in volts. Thus, the maximum value of the resistance R 4 corresponds to the output signal in volts. The second point of the range corresponding to the zero value of the output voltage is obtained by choosing the resistance of the sixth resistor 8 from the relation
Figure 00000007
=
Figure 00000008

by expression
R 6 = R 5
Figure 00000009
where U 2 is the voltage at point r of the converter circuit corresponding to the maximum value of the resistance of the resistor R 4 ;
U b is the voltage at a point in the converter circuit corresponding to a nominal or specially selected value of the resistance of the resistor R 4 .

Это позволяет мультипликативную составляющую погрешности в выходном сигнале компенсировать выбором сопротивления резистора R6, а аддитивную - выбором сопротивления резистора R5.This allows you to compensate for the multiplicative component of the error in the output signal by choosing the resistance of resistor R 6 , and the additive component by compensating for the resistance of resistor R 5 .

Учет сопротивлений соединяющих проводников (r1,r2) для изменяемого резистора R4 в данной схеме преобразователя может быть осуществлено вводом петли (rn) между земляной шиной и третьим резистором 4, повторяющей параметры соединительной линии и проходящей вместе с ней (rn=r1+r2).The resistance of the connecting conductors (r 1 , r 2 ) for the variable resistor R 4 in this converter circuit can be taken into account by introducing a loop (r n ) between the ground bus and the third resistor 4, repeating the parameters of the connecting line and passing along with it (r n = r 1 + r 2 ).

Использование в предлагаемом преобразователе двух новых резисторов, введенных в цепь обратной связи, позволяет по сравнению с прототипом получить следующие преимущества: уменьшить в выходном сигнале величину аддитивной и мультипликативной погрешности; расширить диапазон представления выходного сигнала; добиться раздельной независимой регулировки верхней и нижней границ диапазона представления выходного сигнала; уменьшить нагрев первичного резистивного датчика проходящим через него током за счет преобразования выходного диапазона представления сигнала. The use of two new resistors introduced into the feedback circuit in the proposed converter makes it possible to obtain the following advantages in comparison with the prototype: reduce the value of the additive and multiplicative error in the output signal; expand the range of presentation of the output signal; to achieve separate independent adjustment of the upper and lower boundaries of the range of representation of the output signal; reduce the heating of the primary resistive sensor by the current passing through it by converting the output range of the signal representation.

Claims (1)

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий источник опорного напряжения, подключенный через первый резистор к инвертирующему, а через второй - к неинвертирующему входам операционного усилителя, соединенного через третий резистор с общей шиной, резистор с изменяемым сопротивлением, подключенный своим первым выводом к инвертирующему входу операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения выходного сигнала с преобразователя без ухудшения его метрологических характеристик, в него дополнительно введено два последовательно соединенных резистора, включенных между выходом операционного усилителя и общей шиной и соединенных своими общими выводами с вторым выводом резистора с изменяемым сопротивлением. A VOLTAGE RESISTANCE CONVERTER, comprising a reference voltage source connected through a first resistor to an inverting one, and through a second to non-inverting inputs of an operational amplifier connected through a third resistor to a common bus, a resistor with a variable resistance connected by its first output to an inverting input of an operational amplifier , characterized in that, in order to expand the range of variation of the output signal from the converter without impairing its metrological characteristics, in n of two series-connected resistors additionally introduced included between the output of the operational amplifier and the common bus and connected to their common terminals with the second terminal of the resistor with adjustable resistance.
SU4848417 1990-04-09 1990-04-09 Resistance-to-voltage changer RU2028630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4848417 RU2028630C1 (en) 1990-04-09 1990-04-09 Resistance-to-voltage changer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4848417 RU2028630C1 (en) 1990-04-09 1990-04-09 Resistance-to-voltage changer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2028630C1 true RU2028630C1 (en) 1995-02-09

Family

ID=21526008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4848417 RU2028630C1 (en) 1990-04-09 1990-04-09 Resistance-to-voltage changer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2028630C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612200C1 (en) * 2015-12-07 2017-03-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Resistance transducer and thermal electromotive force in tense

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергия, 1980, с.248. *
2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.79-80. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612200C1 (en) * 2015-12-07 2017-03-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Resistance transducer and thermal electromotive force in tense

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6214783B2 (en)
JPS63108499A (en) Method of determining tap position of resistance remote transmitter and circuit apparatus for implementing the same
US4147989A (en) Non-linear direct-current amplifier for measuring purposes
US20010033190A1 (en) Analog voltage isolation circuit
KR910017778A (en) D / A converters with circuitry to compensate for output variations that depend on temperature variations
RU2028630C1 (en) Resistance-to-voltage changer
US7268711B1 (en) Method and circuit for amplitude compensation in a digital-to-analog converter
JP3858209B2 (en) Voltage-current conversion circuit
RU2231797C1 (en) Instrument alternating-to-constant voltage converter
JP3216753B2 (en) DA conversion circuit device
US6229373B1 (en) Level shifter
RU2066068C1 (en) Current-to-voltage converter
EP0371626B1 (en) Current split circuit having a digital to analog converter
JPS5821208B2 (en) linearizer
JP2542245B2 (en) Voltage output circuit
SU824165A1 (en) Compensation-type dc voltage stabilizer
SU1700549A1 (en) Controlled source of current
JPS5818678B2 (en) Displacement electrical signal converter
RU1778556C (en) Device for measuring temperature difference
RU2024917C1 (en) Direct current stabilizer
RU2181924C2 (en) Voltage-to-current converter
SU1613963A1 (en) Apparatus for measuring userъs current
JPS6114173Y2 (en)
SU1026124A1 (en) Variable signal stabilizer
SU945810A1 (en) Device for converting voltage to current