SU1583856A1

SU1583856A1 - Электроизмерительный прибор посто нного тока

Info

Publication number: SU1583856A1
Application number: SU884385035A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Абрамович Пескин
Original assignee: Производственное объединение "Краснодарский ЗИП"
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1990-08-07

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительным приборам высокой чувствительности и может быть использовано в средствах измерени малых посто нных напр жений и токов. Целью изобретени вл етс повышение точности, упрощение прибора. В электроизмерительном приборе посто нного тока осуществл етс частична компенсаци выходного напр жени нормирующего измерительного преобразовател 1 в блоке 8 компенсации с помощью операционного усилител 14 с резисторами 11, 12, 13 и резисторных сборок 20, 21, 22 с коммутаторами. Компенсирующий сигнал через резисторные сборки 20, 21, 22 задаетс от двупол рного источника 33 питани с помощью переключател 29 пол рности. Частично компенсированный измеренный сигнал измер етс с помощью измерител 38 выхода. Прибор также содержит входы 2, 3 и выходы 4, 5 нормирующего измерительного преобразовател , входы 9, 10, 42, 43 и выход 41 блока компенсации, входы цепей формировани сигнала компенсации 23, 24, 25, 26, 28, 30, 31, 32, 34, 35, входы цепей питани операционного усилител 14, сигнальные выходы 16, 17 и выход 15, общие шины 36, 37, 40. 2 ил.

Description

Изобретение относится к электроизмерительным приборам постоянного тока высокой чувствительности и предназначено для использования в средствах измерения малых постоянных напряжений и токов.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства.

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства.

Электроизмерительный прибор содержит нормирующий измерительный преобразователь 1 с первым 2 и вторым 3 входами, первым 4 и вторым 5 выходами, а также с входами 6 и 7 питания, блок 8 компенсации с первым 9 и вторым 10 входами, первый резистор 11 (R1), второй резистор 12 (R2) третий резистор 13 (R3), операционный усилитель 14 с выходом 15, инвертирующим 16 и неинвертирующим 17 входами и входами 18 и 19 питания, 'резисторные сборки с коммутаторами 20-22, с .входами 23-25 и выходами 26-28 соответственно, переключатель 29 полярности с входом 30 и выходами 31 и 32, двухполярный источник 33 питания с потенциальными выходами 34 и 35 и общей шиной 36, общую шину 37 устройства, измеритель 38 с входами 39 и 40, первый 41, второй 42, третий 43 выходы блока 8 компенсации, операционный усилитель 44 нормирующего преобразователя 1, резисторы 45 и 46 (rl и г2) в делителе отрицательной обратной связи.

На фиг. 2 введены дополнительно обозначения:

'__е_я - измеряемое напряжение;

R2o, R21 - резисторы 20 и 21 сборок;

U₃4 - напряжение двухполярного источника 33 питания

Ii’ г ~ ^токи« протекающие через резисторы;

I’ -ток блока 8 компенсации;

Щ. - напряжение выхода нормирующего измерительного преобразователя 1 ;

Uнапряжение на выходе 41 блока 8 компенсации;

V - вольтметр измерителя выхода 28.

Выходы 4 и 5 (фиг. 1) нормирующего измерительного преобразователя 1 через входы 9 и 10 блока 8 компенсации и через резисторы 12 и 13 соответственно соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами 16 и 17 опе рационного усилителя 14, выход 15 второго через резистор 11 соединен с инвертирующим входом 16, к которому присоединены также входы 23-25 резисторных сборок с коммутаторами 2022, выходы 26-28 которых присоединенных по входу 30 переключателя 29 полярности, выходы 31 и 32 которого через выходы 42 и 43 блока 8 компенсации присоединены к выходам 34 и источника 33 питания, к которым также присоединены входы 6, 7, 18 и 19 питания, причем вход 39 измерителя выхода 38 присоединен к выходу 41 блока 8 компенсации. К общей шине устройства 37 присоединены выход ,5 нормирующего преобразователя I, вход 40 измерителя выхода 38 и общая шина двухполярного источника 33 питания.

П р и м е р. В соответствии с известным соотношением для усилителей с отрицательной обратной связью „ rl + г2 ^и4 ^{= е}х---F2--^е*^п' ^(,)

Дополнительно при определении ϋ₄₁должны быть учтены соотношения = 1,1 к, т θΧΠη ¹⁴ Ri R2 ’

- U 34^ к» ^{G(< =} R20 “ R21 ⁽²⁾ тогда и₄₁= 1₂R, - (е_х 2° - U₃₄G_k)R, (3),

т.е. в устройстве выполняется компенсация масштабно с коэффициентом η _ппреобразованного входного напряжения ^еХ·

Точная компенсация выполняется для дискретных значений напряжения кратных (дольных) с коэффициентом ш пределу измерения входного номинального напряжения е_хн. Соответственно

G_K(m) = ш . (4) ^и34 ^к2

При этом

Чи* П_п Ί¹- (е_х - ше_н), (5) где те - напряжение компенсации.

Измеритель 38 выхода масштаби рован так, что номинальному отсчету

соответствует ^U4fH^{= е}хн ' ^пл напряжение

L·· r₂ ·

При этом текущий отсчет по шкале измерителя 38 выхода равен

Z = е_к - те_н, (6) ₁₀ и результат измерения е_х = (Z + ш)е*_н (7) определяется суммой отсчета по шкале измерителя 38 выхода и отсчетному 15 устройству блока 8 компенсации.

Поскольку нормирующий измерительный преобразователь 1 выполняет функции нормирования входного напряжения (значение коэффициента n_n « U_4H/e_XH), соотношение (7) относится ко всем пределам измерения напряжения.

При измерении тока измерительный нормирующий преобразователь 1 выполняет функции нормированного преобразования тока ί_χ в напряжение U₄. При этом резисторная цепь rl + г 2 включается между выходом 4 и инвертирующим входом 2 нормирующего измерительного преобразователя 1, а его вход 3 присоединяется к выходу 5.

Аналогично соотношение (7) запишется

Α_χ, ПОЛУ(9) (10) i _х = (Z + m)i _χΗ. (8)

В общем случае, обозначая входную величину преобразователя 1 чим

Α_χ = (Z + ш) · А _хн ·

Погрешность измерения dAx _ dm ₊ Z dZ А _х m m Z . 45 определяется при Z«m, погрешность блока 8 компенсации существенно меньше погрешности измерителя выхода 38.

Для уменьшения отношения Z/ш блок компенсации должен быть выполнен 50 многодекадным, т.е. иметь несколько резисторных сборок. В устройстве это возможно, поскольку в точке суммирования (вход 16 операционного уси- лителя 14) напряжение в соответст- 55 вии со свойствами операционного уси лителя. равно нулю и соответственно все резисторы резисторных сборок 2022 взаимонезависимы, G_K представляет сумму их проводимостей.

Возможно также при усложнении коммутации кодовое выполнение декад, что дополнительно позволяет сократить число резисторов.

Резистор R3 используется для балансировки операционного усилителя 14 по входным токам. В предлагаемом устройстве он является элементом схемы установки нуля по напряжению.

Claims

Формула изобретения

Электроизмерительный прибор постоянного тока, содержащий нормирующий измерительный преобразователь* вход которого соединен с входом прибора, блок компенсации, двухполярный источник питания, общая шина которого соединена с общей шиной прибора, а выходные шины соединены с шинами питания нормирующего измерительного преобразователя, измеритель, первый вход которого соединен с общей шиной прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения устройства, в блок компенсации введены операционный у.сипитель, три резистора, η резисторных сборок с коммутаторами, переключатель полярности, причем входы блока компенсации соединены с выходом нормирующего измерительного преобразователя и обшей шиной прибора, выход блока компенсации подключен к второму входу измерителя выхода, инвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор соединен с его выходом, инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя через второй и третий резисторы соответственно соединены с входами блока компенсации, к инвертирующему входу операционного усилителя подключены объединенные выходы резисторных сборок с коммутаторами, объединенные входы которых Соединены с выходом переключателя полярности, входы которого подключены к выходньм двухполярного источника питания, к которым подключены также шины пите ния операционного усилителя.

I