SU1071969A1 - Преобразователь отношени сопротивлений в интервал времени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных приборах дл  измерени  сопротивлений . .

Известно устройство дл  преобра- зоваНИН параметров R ,L , С цепей в период электрических колебаний, содержащее интегратор, выход которого через усилитель подключен к входу преобразовател  сопротивлени  в напр жение, выход которого подключен к одног4у из входов,сумматора , второй вход которого подключен к выходу интегратора, причем выход сумматора подключен к одному из входов компаратора, выход которого подключен к управл ющему входу интегратора-, при этом второй вход компаратора через делитель напр жени , соединен с его выходом 1

Недостатком такого устройства, представл ющего собой последовательное соединение двух преобразователе развертывающего и. преобразовател  сопротивлени  в напр жение,  вл ет.с  то, что нестабильность каждого из испытуемых преобразователей приводит к по влению мультипликативной погрешности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь отношени  сопротив.лений в интервал времени, содержащий источник опорного напр жени , выход которого через две параллельные цепи, одна из которых содержит первый ключ, а втора  - последовательно соединенные второй ключ, первый и второй измер емые резисторы, причем точка соединени  выводов резисторов подключена к инвертирующему входу операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход подключе к второму выводу второго измер емого резистора, подключен через суммирующий резистор к входу интегрируемого конденсатора, выход которого подключен к входу компаратора, КОТОРОГО подключен к управл ющему входу задатЧика интервалов времени, пр мой и инверсный выходы которого подключены к управл ющим входам первого и второго ключей соответственно , причем управл ющий ,вход источника опорного напр жени  подключен к выходу компаратора t21.

Недостатками известного преобразовател   вл ютс  сложность и низка  точность. Сложность обуславливаетс  тем, что дл  обеспечени  линейности функции преобразовани  неоходим операционный усилитель, который усложн ет схему и вносит дополнительные погрешности.

К недостаткам известного устройства следует отнести также наличие коммутации опорного напр жени  ключами . Дл  обеспечени  точности преобразовани  необходимо осуществл ть выбор ключей из услови  обеспечени  максимального сопротивлени  разомкнутого ключа и минимального сопротивлени  замкнутого ключа. Эти два требовани   вл ютс  противоречивыми и на практике такой выбор часто осуществить затруднительно.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани  и упрощение устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь отношени  сопротивлений в интервал времени , содержащий источник опорного напр жени , первый и второй операционные усилители, инвертируюс1ие входы которых соединены через интегрирующий конденсатор, а выход второго операционного усилител  подключен к входу , задатчика интервалов времени, пр мой и инверсный выходы которого соединены с управл ющими входами первого и второго ключей соответственно, выход первого ключа через клеммы дл  подключени  преобразуемых сопротивлений подключены к выходу второго ключа, выход источника опорного напр жени  подключен к неинвертирующим входам опера ционных усилителей,входы первого и второго ключей соединены с выходами первого и второго операционных усилителей соответственно,выходы первого и ;второго ключей подключены к инвертирующим входам второго и первого операционных усилителей соответственно, общий вывод первого и второго измер ег/шх резисторов заземлен.

На чертеже представлена структурна  схема преобразовател .

Схема содержит источник 1 опорно™ го напр жени , первый 2 и второй 3 операционные усилители, интегрирующий конденсатор 4, задатчик 5 интервалов времени, ключи б и 7, измер емые резисторы, 8 и 9. Инвертирующие входы операционных усилителей 2 и 3 соединены-через интегрирующий конденсатор 4. Выход операционного усилител  3 подключен к входу задатчика 5 интервалов времени, пр мой и инверсный выходы которого соединены с управл ющими входами ключей б и 7 соответственно. Выход первого ключа 6 через последовательно соединенные резисторы 8 и 9 подключены к выходу второго ключа .7.

Выход источника 1 опорного напр жени  подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей 2 и 3. Входы ключей б и 7 соединены с выходами операционных усилителей 2 и 3 соответственно. Выходы ключей б и 7 подключены к инвертирующим

|входам операционных усилителей 2 и 3 соответственно. Точка соединени  измер емых резисторов 8 и 9 землена .

Преобразователь работает следующим образом.

Ключ 7 замыкаетс  под действием . сигнала задатчика 5 интервалов времени 5 на интервал времени Те (ключи б и 7 работают в противофазе). Под действием опорного напр жени  и, в течение времени происходит зар д интегрирующего конденсатора 4„ Напр жение на инвертирующем входе операционного усилител  2 линейно нарастает. При замкнутом ключе 7 операционный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4 и резистор 8 образуют интегратор. По окончании г интервала времени То замыкаетс  ключ б, а ключ 7 размыкаетс . Под действием опорного напр жени  Uo напр жение OH на инвертирующего входе операционного усилител  3 линейно нарастает. При замкнутом ключе 6 операционный усилитель 2, интегрирующий конденсатор 4 и резистор 9 образуют интегратор, а операционный усилитель 3 работает в качестве компаратора , -В мсзмент равенства напр жени  Up напр жению Ц) выходное напр жение операционного усилител  3 запускает заДатчик 5 интервалов времени, который начинает формирование интервала времени TQ. Цикл работы повтор етс . Работа схемы описываетс  уравнением

UoTo/RjC Uoty/R C

где г - сопротивление резистора 8}

R - сопротивление резистора 9J

4и - врем  разр да интегрирукхдего конденсатора 4,

Ройив С1 относительно, tv/to , можно определить функцию преобразовани  преобразовател 

Лх/Т,,,/Рг;

Функци  преобразовани  предлагаемого преобразовател  (2) тождественна функции преобразовани  известного однако ее линейность обеспечи ваетс  без применени  дополнительного операционного усилител . Проведем анализ вли ни  неидеальности ключей б и 7 на точность преобразовани  При замкнутом ключе 7 наличие сойротивлени  BAMj O между выходе операционного усилител  3 и выходом ключа 7 приводит к наличию некоторого напр жени  Ue.3AM ч. выходе операционного усилител  3, что эквивалентно воздействию напр жени  л U на входе операционного усилител  3

jJg3AM:t

ли. Кз ,

где К - коэффициент усилени  опеграционного усилител  3.

Аналогично дл  замкнутого ключа 6 эквивалентное напр жение на входе операционного усилител  2

. ,Ug 3/VH6

дУг

где К 2 - коэффициент усилени  one- рационного усилител  2.

Напр жени  ди-.,и uUg пренебре}кимо малы (коэффициенты усилени  операционных усилителей весьма велики (20000 - 50000 по сравнению с полезными входными напр жени ми СУ, Сопроивление разомкнутых ключей оказывает вли ние на функцию преобразовани 

Таким образом, предъ вл ютс  требовани  лишь к сопротивлению замк- нутых ключей. Выполнить это требование значительно легче, чем требование обеспечени  минимального сопротивлени  замкнутых и максимального сопротивлени  разомкнутых ключей, которое предъ вл етс  к ним в известном С21 .

Дополнительное преимущество предлагаемого преобразовател  - наличие св зи общей точки измер емых резисторов с нулевой шиной

Claims (1)

1. (.57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ. В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий источник опорного напряжения, первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы котооперационного усилит,еля подключен .к входу задатчика интервалов времени, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, выход первого ключа через клеммы для подклю_ения преобразуемых сопротивлений подключен к выходу второго ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и упрощения устройства, выход источника опорного напряжения подключен к неинвертирующим входам операционных усилителей, входы первого и второго ключей соединены с выходами первого и второго операционных усилителей соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к инвертирующим входам второго и первого операционных усилителей соответственно, общий вывод первого