SU1347040A1 - Устройство дл измерени номиналов электрических цепей - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах дл  измерени  параметров , резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, вход щих в состав печатных узлов. Устройство дл  измерени  номиналов электрических цепей содержит источник 1 опорного напр жени , дифференциальный усилитель (у) 2, содержащий операционный У 3 и образцовые резисторы (р) 4-7, ключи 8-13, измер емую цепь 14, содержащую измер емый элемент (э) 15 и шунтирук цие Э 16, 17, операционный У 18, образцовый Р 19, повторитель 20 напр жени  и блок 21 измерени . Изобретение повышает точность измерений путем уменьшени  вли ни  ключей измерительной цепи на результат измерени . 1 ил. (Л со о

Description

5

10

15

20

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных измерительных системах дл  измерени  параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей, вход п№1х в состав печатных узлов.

Цель изобретени  - повьшение точности измерений, путем уменьшени  вли ни  ключей измерительной цепи на результат измерени .

На чертеже показана блок-схема устройства дл  измерени  нО Шналов электрических цепей.

Устройство содержит источник 1 опорного напр жени , дифференциальный усилитель 2, выполненный на one- . рационном усилителе 3 и образцовых резисторах 4-7, ключи 8-13 дл  подключени  измер емой цепи 14, содержащей измер емый 15 и шунтирующие 16 и 17 элементы, операционный усилитель 18, первый образцовый резистор 19, повторитель 20 напр жени  и блок 21 измерени .

Причем Источник 1 опорного напр жени  через образцовый резистор 4 соединен с инвертирующим входом опе рационного усилител  3, который че- рез последовательно соединенные об- . разцовый резистор 5 и ключи 8 и 13 i охвачен отрицательной обратной св - зью, первый узел измер емой электрической цепи 14 соединен с общей точкой ключей 8 и 13, -второй - с общей точкой соединени  ключей 10 и 11, а третий через ключ 10 - с общей шиной и через ключ 11 с неинвертирующим входом операционного усилител  18, ин- вертирующий вход которого соединен с вторым выводом ключа 9 и с входом повторител  20 напр жени , выход которого соединен с общей шиной через последовательно соединенные образцо- вые резисторы 6 и 7, обща  точка соединени  которых соединена с неинвер- тируюрщм входом операционного усилител  3, второй вывод ключа 12 через образцовьш резистор 19 соединен с выходом операционного усилител  18, вход блока 21 измерени  соединен параллельно образцовому резистору 19.

Устройство дл  измерени  номиналов электрических цепей работает сле- дукшщм образом.

Источник 1 опорного напр жени  формирует тестовое воздействие IJ , которое поступает на образцовьй ре

25

30

35

50

55

зистор 4 дифференциального усилител  .2, охваченного отрицательной и положительной обратной св зью. Отрицательна  обратна  св зь осуществл етс  через замкнутые .ключи, 8 и 13 и образцовый резистор 5. Цепь положительной обратной св зи составл ют шунтируюпщй элемент 16 и сопротивление замкнутого ключа 10, образующие делитель напр жени , средн   точка которого подключена к неинвертирую- щему входу операционного усилител  18. При этом, учитыва  свойство операционного усилител  с высокой точностью поддерживать на своих входах одинаковые потенциалы, значение напр жени  на средней точке этого де- , лител  через повторитель 20 напр жени  поступает на образцовый резис- тор 6.

в св зи с этим, через замкнутые ключи 8 и 13 дифференциальный усилитель 2, независимо от величины сопро- тивлени  ключа 13, на электрической цепи 14 формирует напр жение, равное

и и

1

R

, .э

R +R Т 6

7 R4+Rs+rs R.

где R, R, R, R - соответственно сопротивлени  образцовых резисторов 4, 5, 6, 7j .сопротивлени  замкнутых ключей 8 и 13; импеданс шунтирующего элемента 16, При этом на инвертирующем входе операционного усилител  18 устанавливаетс  напр жение

13

Z,

и

UCL

Лб +г,.

и

R.

Га

+ г

-10

Гю R7(Rs+R7+i ) ,R,+R,)R, .

. Цри условии R, - Rg после проведе- ни  преобразований выражени  дл  U

и и принимают вид

55

и. и.

R.

2 RV;Z,,

+ 10

2 Rj e+ 7 - r№7-Rc

13

и о

5 +JJ

R

2 R TZ +r

Ч 16 10

Гю

(R.)

Исход  из этого, к измер емому элементу 15 электрической цепи 14 прилагаетс  напр жение U U - U а падение напр жени  на образцовом резисторе 19, включенном через замкнутый ключ 12 в цепь обратной св зи операционного усилител  18, равно

-и

R. 3 Z

а

15

-г-1:

Z

15

-сопротивление образцового резистора 19;

-импеданс измер емого элемента 15;

р.

2 16

«4 2R(Z,. +Г,, ),+Rs+r)

Из формулы видно, что падение напр жени  на образцовом резисторе 19

пропорционально проводимости измер  емого элемента 15. Это напр жение поступает на блок 21 измерени , где преобразуетс  в цифровой эквивалент. Измерение падени  напр жени  только на образцовом резисторе 19 позвол ет исключить вли ние на результат измерени  сопротивлений замкнутых ключей 9 и 12, через которые электрическа  цепь подключена к операционному усилителю 18.

, Коэффициент Р в выражении дл  иR 3определ ет погрешность измерени  обусловленную вли нием сопротивлений замкнутых ключей 8 и 13, Величина этих сопротивлений в реальных услови х может достигать значени  1.0м. При этом величину сопротивлений обр- разцовых резисторов 4 и 5 можно вз т достаточно большой, чтобы вли ние сопротивлений г и г на результат . измерени  было пренебрежимо мало. -. Так, например, при r-i г,о 1 Ом, R , RS 10 кОм, 8-Ом получим

ВНШШИ Заказ 5117/44

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

1347040

Р 1,000094, что определ ет погрешность измерени  S 0,01%.

Сопротивление ключа 11 не вносит погрешности измерени , так как входной ток операционного усилител  18 незначителен.

0

5

5

0

0

Б

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  номиналов электрических цепей, содержащее источник опорного напр жени , первый резистор, соединенный с выходом первого операционного усилител , первый ключ, один из цыводов KOTOjjioro соединен с первой клеммой дл  подключени  измер емой электрической цепи, втора  клемма через второй ключ соединена с инвертирующим входом первого операционного усилител , а треть  клемма через третий и четвертый ключи соединена с общей щиной и неинвертирующим входом первого операционного усилител  соответственно, один из входов блока измерений соединен с выходом первого операционного усилител , отличающеес  тем что, с целью повышени  точности измерени , оно содержит п тый и шестой ключи, второй операционный усилитель,

   четыре образцовых резистора, повторитель напр жени , причем втора  клемма дл  подключени  измер емой цепи через п тый ключ соединена с вторым входом блока измерений и вторым выводом первого резистора, вход повторител  напр жени  соединен с

   i инвертирующим входом первого операционного усилител , а выход через последовательно соединенные четвер- тьй и п тый образцовые резисторы соединен с общей шиной, общий вывод которых соединен с неинвертирующим

   I входом второго операционного усилител , выход которого через последовательно соединенные первый и тестой ключи, третий образцовый резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилител , который через второй образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напр жени .

   Тираж 729 Подписное