SU1051454A1 - Цифровой омметр - Google Patents

Abstract

1.ЦИФРОВОЙ ОММЕТР, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, состо щий из последовательно соединенных источника опорного напр жени  и параллельного делител  напр жени , два переключател , добавочный и прецизионный резисторы, аналого-цифровой преобразователь , причем выход источника onoi ного напр жени  соединен с одним неподвижным контактом первого переключател , выход параллельного делител  напр жени  соединен с другим неподвижным контактом, первого переключател , подвижный контакт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго переключател , один не подвижный контакт которого через прецизионный резистор соедишн с общей шиной и входным зажимом омметра, другой входной заж1Ш соединен с вторым неподвижным контактом второго перекл1очатеп , отличающийс  тем, что, с цепью повышени  точности измерени , в него введены неинвертирующий повторитель напр жени , усилитель разности двух напр жений и блок делени  и вычитани  кодов, причем подвижный контакт второго переключател  соединен через неинвертирующий повторитель напр жени  с однщу входом аналого-цифрового преобразовател  и первым входом с усилители разности двух напр жений, подвижный контакт первого переключате (Л л  соединен с другим входом усипитеп  разности двух напр жений, выход которого соэдинен с другим входом аналого-цифро вого преобразовател , выход которого через блок делени  и вычитани  кодов соединен с управл ющим входом параллельного делител  напр жени , а третий вход усилител  разности двух напр жений соединен с общей шиной омметра. ел 2. Омметр поп. l,oтличaющ и и с   тем, что неинвертирующнй 4 повторитель напр жени  и усилитель раэ- ел . ноет и двух напр жений выполнены на базе 4 операционных усилителей.

Description

Изобретение относитс  к эпектроиэмеритепьной технике и преаназ1шчено ап  цифрового измерени  активтоих сопроти пений резисторов. Известен цифровой омметр, содержащий источник опорного напр жени , который через добаЬочный {эезистор поцкпючен к входу анапого-цифрового преобразо ватеп  напр жени  и подвижному контакт перекпючатеп , один шзггоавижный контакт которого соединен с выходом аифроанапопог ) преобразовател  сопротивпени , а другой - с измер емым резистором, причем выход анапого-циф1Х)Вого преобразоватеп  напр жени  соединен с управл ю шим входом цифроанапогового преобра- - зоватеп  сопротивпени  Л . В известном цифровом омметре дп  повышени  точности измерени  пр11мен ет с  итерационш тй метод автоматической коррекции погрешностей, в результате чего производитс  коррекци  систематическвд погрешностей основной измеритель ной цепи. Точность цифрового омметра определ етс  погрешностью цифроанапогового преобразовател  сопротивпени , который обладает следующими недостаткам дл  получени  высокой точности преобразовани  резисторы Должны коммутироват с  контактными ключами, которые обладают низким быстродействием, малой надежностью и большими габаритами; использованш бесконтактных ключей усложн ют цепи управлени  последними; так как резисторы отдельных разр дов соединены последовательно, то паразит- ные ЭДС и сопротивлени  ключей сумм руюгс ; примен ютс  резисторы различных номиналов в разр дах, что затрудн е их построение; изготовление низкоомных высокоточных и высоко ста б ильных резисторов  вл етс  сложной задачей, что затрудн ет испольгювание известного омметра дл  получени  высокой точности при измерении малых сопротивлений. Наиболее близким к предлагаемому  вш етс   цифровой омметр, содержащий цифроаналоговый преобразователь, состо щий из последовательно соединенных ио точника опорного напр жени  и параллель ного депител  напр женвд, два переключател , добавочный и прецизионный ре- зисторы, аналого-цифровой преобразователь , причем выход источника опорного напр жени  соединен с одним неподвиж№1М конгактой первого переключател , выход параллельного делител  напр жени соединен с другим неподвижным контакто первого переключател , подвижный кон- такт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго переключател , один неподвижнь й контакт которого через прецизионный резистор соединен с общей шиной и входным зажимом омметра, а другой входной зажим с вторым неподвижным контактом второго переключател  2 . Звездообразные делители напр жени  обладают высокими метрологическими характеристиками , и имеют посто нное вы ходное сопротивление, не завис щее от коэффициента делени . Поэтому использование такого делител  в известном омметре дл  получени  более высокой точности эффективно при измерении сравнительно больших сопротивлений. При измерении малых сопротивлений вли ние выходного сопротивлени  делител  напр жени  приводит к неполной коррекции погрешности преобразовани  сопротивлени  в напр жение (оно оказываетс  последовательно соединенным с сопротивлени ми Rp и R(jf, и входит в цепь обратного преобразовани ), что ограничивает точность преобразовани . Цель изобретени  - повышение точности измерени  цифрового омметра. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в цифровой с «летр, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, состо щий из последовательно соединенных источника опорного напр жени  и параллельного делител  напр жени , два переключател , добавочный и прецизионный резисторы, аналого-цифровой преобразователь , причем выход источника опорного напр жени  соединен с одним неподвижным контактом первого переключател , выход параллельного депител  напр жени  с-оединен с другим неподвшкным контактом первого переключател , подвижный контакт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго переключател , один неподвижный контакт которого через преиизион№1й резистор соединен с общей шиной и входным зажимом ок1метра, другой входной аажим. соединен с вторым неподвижным контактом . второго переключател , введены неинвертирующий повторитель напр жени , усилитель разности двух напр жений и блок делени  { и вычитани  кодов, причем подвижный контакт второго переключател  соединен через неинвертирующий повторитель напр жени  с одним входом аналого-цифрового преобразовател  и первым входом усилител  разности двух напр жений, подвижный контакт первого перекпючатегш соединен с цру гим входом усипйтеп  разности двух напр жений , выход которого соединен с другими входом анапого-цифрового преобразоватеп , вьход которого через бпок депени  и вычитани  кодов соединен с управп ющим входом параппепьного депитеп  напр жени , третий вход усипйтеп  разности двух напр жений соединен с общей шиной омметра. Неинвертир тощий повторитель напр жени  и усипитепь разности двух напр жений выпопнены на базе операционных усипитепей. На чертеже представпена структурна  схема цифрового омметра. Цифровой омметр содержит поспедовательно соединенные источник 1 опорного напр жени , параппепьный депитепь 2 напр жени , составл ющие цифроанапоговый преобразователь 3 напр жени , выход которого соединен с первым переключателем 4, добавочный резистор 5 (Rtf), который через второй переключатель 6 соединен с измер емым 7 ( RX ) и прецизионным 8 ( Rp ) резисторами, неинвёртирующий повторитель 9 напр жени , выполненный на операционном усипитепе 1О, усилитель 11 разности двух напр жений, построенный на операционном усилителе 12 и на резисторах 13-16, последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь 17 и блок 18 делени  и- вычитани  кодов, выход которого соединен с параллельным делителем 2 напр жени . Цифровой омметр работает следующим . образом. При нахождении переключателей 4 и в положении а выходное напр жение . повторител  9 определ етс  выражением OoRx(1) где DO - выходное напр жение источника 1. При равенстве резисторов 13 - 16 вь . ходное напр жение разности усилител  11 равно JMx M Отношение этих напр жений, опредепи емое аналого-цифровым преобразоватепе 17 и блоком 18 депени  кодов, пр мо пропорционально измер емому сопротивлению у11 . RВыходное код Тд блока18 при помощи цифроаналогового преобразовател  3 напр жени  преобразуетс  в напр жение (Jb , и переключатели 4 и 6 перевод тс  в положение в. В этом случае выходное напр жение повторител  9 и усилител  11 разности соответственно определ ют с  выражени ми ,. . .Rg.R, UuRnЦцЯ где RU, - выходное сопротивление делител  2, которое оказываетс  последовательно соединенным с R и Rn Отношение полученных напр жений не зависит от выходного сопротивлени  делител  2 , 0 Rn ЧПолученна  кодова  величина о выЧ11таетс  из кода YQ блоке 18 делени  .и вычитани  кодов, а к полученной разности прибавл етс  код о Р по вторном измерении RX . Полученный первый скорректированный результат Y измерени  Rj вновь преобразуетс  в напр жение и находитс  отношение .напр жений ( Uu,-VORn , iUu, nUo ----- Ru, Ru,Rgt4n Полученный код вычитаетс  из V , и к полученной разности прибавл етс  код Q . Получаетс  второй скорректированный результат 2 измерени  R . Далее измерительно-вычислительный процесс повтор етс , Процессы аналого-цифрового преобразовани , делени  и вычитани  кодов могут быть совмещены в одном аналого-цифровом преобразователе частотного преобразовани . При этом преобразователь напр жени  и или и ц в частоту может быть построен на базе интегратора, а в качестве опорного напр жени  преобразователь может использовать выходное на: пр жение U, или U усилител  11 разности . Выходна  частота будет пропорциональна отношениюКд|К(или R г, /Rrf)Вычитание кодов может осуществл тьс  реверсивным счетчиком. Использование частотного преобразовани  обеспечивает высокую помехозащищенность. Такого же эффекта можно добитьс  при ИСПОЛЬЗОЕ&нии двухтактного приншпш аналого-цифрового преобразовать с реверсивным счетчихом , при этом автомат гшски будет

опредеп тьс  отношение р или

и осуществл тьс  вычитание соотпетствующгас кодов.

Испопьэование измеритеп  отношени  прецъ вп етс  к точности как напр жени  DO и выходного напр жени  Uy цифроанапогового преобразовател  3 менее

жесткие требовани , чем в прототипе. Поэтому они могут быть гюстроены на простых элементах, что позволит обеспечить высокую надежность.

Точность измерени  будет определ тьс  погрешностью прецизионного резисторов высокого класса точности. .

. Таким образом, в предлагаемом цифровом омметре с помощью прос1ых средст достт аетс  высока  точность.

Claims (2)

1.ЦИФРОВОЙ ОММЕТР, содержащий цифро-аналоговый преобразователь, состоящий из последовательно соединенных источника опорного напряжения и параллельного делителя напряжения, два переключателя, добавочный и прецизионный резисторы, аналого-цифровой преобразователь, причем выход источника опорного напряжения соединен с одним неподвижным контактом первого переключателя, выход параллельного делителя напряжения соединен с другим неподвижным контактом, первого переключателя, подвижный контакт которого через добавочный резистор соединен с подвижным контактом второго переключателя, один не подвижный контакт которого через прецизионный резистор соединен с общей шиной и входным зажимом омметра, другой входной зажим соединен с вторым неподвижным контактом второго переключателя, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него введены неинвертирующий повторитель напряжения, усилитель разности двух напряжений и блок деления и вычитания кодов, причем подвижный контакт второго переключателя соединен через неинвертирующнй повторитель напряжения с одним входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом усилителя разности двух напряжений, подвижный контакт первого перекпючате- ι ля соединен с другим входом усилителя разности двух напряжений, выход которого соединен с другим входом аналого-цифро вого преобразователя, выход которого через блок деления и вычитания кодов соединен с управляющим входом па рал-’' дельного делителя напряжения, а третий вход усилителя разности двух напряжений соединен с общей шиной омметра.

2. Омметр по π. 1, отличаю- : щ и й с я тем, что неинвертирующий > повторитель напряжения и усилитель раз-. · j ности двух напряжений выполнены на базе | операционных усилителей.

>