SU1730598A1 - Многозначна мера электрического сопротивлени - Google Patents
Многозначна мера электрического сопротивлени Download PDFInfo
- Publication number
- SU1730598A1 SU1730598A1 SU894724373A SU4724373A SU1730598A1 SU 1730598 A1 SU1730598 A1 SU 1730598A1 SU 894724373 A SU894724373 A SU 894724373A SU 4724373 A SU4724373 A SU 4724373A SU 1730598 A1 SU1730598 A1 SU 1730598A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- operational amplifier
- winding
- current
- output
- measure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве суперпрецизионных многопредельных многозначных мер электрического сопротивлени - проводимости Цель изобретени - увеличение пределов и количества показаний меры сопротивлений и проводимостей при повышении их точности . Многозначна мера содержит два опе- рационных усилител , магнитный компаратор токов, три масштабных управл емых мультирезистора, двухпозицион- ный переключатель на два направлени при этом магнитный компаратор токов выполнен на двух магнитных сердечниках двух обмотках возбуждени , генераторе возбуждени , детекторной обмотке, детекторе баланса ампер-витков, регулируемой разр дной обмотке, регулируемой дополнительной обмотке, имеющей два регулирующих вывода 2 табл ,1 ил.
Description
ел
с
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве суперпрецизионных многопредельных многозначных мер электрического сопротивлени и проводимости.
Цель изобретени - увеличение пределов и количества показаний мер сопротивлени и проводимости при повышении их точности.
На чертеже представлена структурна электрическа схема многозначной меры сопротивлени и проводимости.
Многозначна мера сопротивлени и проводимости содержит магнитный компаратор 1 токов, выполненный на двух магнитных сердечниках 2 и 3, двух обмотках 4 и 5 возбуждени , генераторе 6 возбуждени , детекторной обмотке 7, детекторе 8 баланса ампер-витков, регулируемой разр дной обмотке 9, число витков которой устанавливаетс кодами-сигналами по каналу 10
управлени , регулируемой дополнительной обмотке 11, требуемые числа витков секций 12 и 13 которой устанавливаютс кодами- сигналами соответственно по каналам 14 и 15 управлени , операционный усилитель 16, дополнительный операционный усилитель 17, первый, второй и третий управл емые масштабные мультирезисторы 18, 19 и 20 управл ющие каналы которых вл ютс сигнальными входами 21, 22 и 23 дл подачи сигналов управлени , первый и второй токовые зажимы 24 и 25, первый и второй потенциальные зажимы 26 и 27, выходной зажим 28, двухполюсный переключатель 29 на два направлени с каналом управлени , который вл етс входом 30 дл подачи сигналов управлени . Операционные усилители (ОУ) 16 и 17 имеют вход 31 дл подачи сигналов управлени компенсацией дрейфа нулей этих усилителей, причем входы 10, 14 15, 21, 22, 23, 30 и 31 подключены к микрох|
OJ
о ел о
00
процессорной системе 32 управлени , обработки-представлени информации.
Устройство работает следующим образом ,
Работа предлагаемой многозначной меры сопротивлени и проводимости основана на преобразовании тока внешней цепи, поступающего в эту меру через токовые зажимы 24 и 25, в напр жение на выходе устройства между его зажимами 26 и 27, а также в напр жение между зажимами 28 и 27.
Этот ток I, протека через мультирези- стор 18, создает между зажимами 26 и 28 падение напр жени
U 1Ri,(1)
где RI -сопротивление мультирезистора 18.
Реагиру на сигнал (1), ОУ 16 устанавливает величину своего выходного тока 2 такой , что падение напр жени U2 на сопротивлении RZ мультирезистора 1У от этого тока становитс равным сигналу (1), а именно:
IR Ui ,(2)
откуда следует, что ток
h (3)
При указанном на чертеже установе полюсов переключател в первое направление ток I ОУ 16, протека через обмотку 9, создает в сердечниках компаратора 1 магнитодвижущую силу (МДС), котора с помощью детекторной обмотки 7 и детектора
8компенсируетс встречной МДС, создаваемой обмоткой 11, через которую протекает выходной ток 2 детектора 8.
Ток 2 определ етс из равенства ампер-витков в обмотках 9 и 11:
liWg l2Wn,(4)
где I и 2 - токи соответственно в обмотках
9и 11;
Wg, WIT - количества витков соответственно обмоток 9 и 11.
Из (4) следует, что ток 2 И Wg . (5) После подстановки (3) в (5) последнее
принимает вид
I2 Wg .
Ток 12, поступа на входОУ 17ссопротив- лением Нз мультирезистора 20 в цепи обратной св зи этого ОУ, приводит к по влению на выходе последнего напр жени р , равного падению напр жени на сопротивлении Рз от тока 2, а именно
.(7)
Ранее при описании компаратора отмечалось:
1) обмотка 9 имеет поразр дное управление числом витков, т.е.
Wg 0, Xi...Xj...X7 Wi.(8)
где Wi - сумма витков всех разр дов обмотки 9:;
Xi...Xi...Xy- показани 1...1 ... 7-го разр дов обмотки 9;
2) обмотка 11 имеет управл емые подстроечную и процентную секции 12 и 13, т.е. число Wn действующих ее витков может частично изменено в соответствии с уравнением
(1 ± y + YiY2, ), (9)
где Л/2 - число витков обмотки 11 при у О и YiY2Y3-10 6 0;
у- возможное относительное изменение числа витков секции 12 по отношению Л/2 при подстройке компаратора 1;
YI, Y2, Ya- показани 1, 2,3-го разр дов процентной секции 13 обмотки 11. После представлени (7) в виде
f RiR 12R3(10)
и подстановки в (10) взамен Wg и Wn их значений согласно (8) и (9) получим, что воспроизводимое (имитируемое) между узлами 33 и 34 сопротивление
25
RH
Ј
RiR
-1
, ,ч,ха R3 WiW2 0,Xi...Xi..X7
х(1 ±у± Y1Y2Y3-10 6).(11)
При современной технологии можно получить погрешности д1,д2, от- 30 клонений действительных значений сопротивлений RI, R2, RS и отношени витков W1/W4 N4 по сравнению с их номинальными расчетными значени ми RIH R2H RSH и N4H не более I 0,002 1%, т.е. обеспечить пре- 35 дельную погрешность ддействительного значени масштаба RiR 12R3N4 шкалы (11) по отношению расчетного номинального значени этого масштаба
RIH R3HN4H 10POM,(12)
40 где Р - целое число или нуль, не более
д макс 4 I 0,002 I % I 0,008 I %, (13) откуда очевидно, что дл компенсациии б макс достаточно иметь регулировку у в пределах
45-0,0100% у 0,0100%(14)
с дискретностью 0,0001 %.
При выполнении услови компенсации у + 6 0(15)
выражение (11) можно заменить более удоб- 50 ным приближенным уравнением
Rm у 0,Xi...Xi...X7-10p(1 ±YiY2,Y3х10 6 )0м,(16)
допустив при этом погрешность упрощени 55 задачи
5 уз (У макс)2 К)4)2 10
(17)
котора в 5 раз меньше погрешности отсчета единицы младшего разр да процентной секции 13 обмотки 11.
При установе переключател 29 во второе положение (второе направление) пол рность разности потенциалов умежду узлами 33 и 34 становитс противоположного знака, т.е. в данном случае имитируетс 5 (воспроизводитс ) сопротивление
Ru2 -р- -0,Xi...X,.X7-10p. (1 ±
±YiY2Y3lO 6)OM.(18)
В табл.1 нар ду с (16) (вариант1) и (18) 10 (вариант 2) указаны еще четыре, т.е. всего шесть основных вариантов использовани предлагаемого устройства, когда в качестве первого токового вывода (Ti), первого потенциального (ГН), второго потенциального 15 (П2) и второго токового (Т2) выводов используютс указанные в данной таблице дл каждого варианта зажимы устройства.
При варианте 3 (табл.1) воспроизводимое описываемой мерой сопротивление 20 между узлами 34 и 35
Низ Rl|+}/ Ri + O.Xi..X,...X710p
(1 ±YiY2 Y3-10 6)OM.(19)
При варианте 4 (табл 1) воспроизводи- 25 мое описываемой мерой сопротивление между узлами 34 и 35
Ruu R 1, Ri - О.Х1...Х, ..Х7-Ю (1t
±YiY2Y3-10 6)OM.(20) 30
Варианты 5 и 6 (табл.1) представл ют случаи двухзажимного включени во внешнюю цепь описываемой меры сопротивлени и проводимости, когда к воспроизводимым сопротивлением RHS и 35 Rue добавл етс так называемое нулевое сопротивление
Ro 0.01 Ом,(21)
вл ющеес суммой сопротивлений соединительных проводников при нулевом пока- 40 зании меры в режиме воспроизведени сопротивлени .
С учетом изложенного воспроизводимое мерой сопротивление при варианте 5 (табл.1)45
RMS Ro + Rns Ro + Ri + 0 Xi...X,..,X7-10p- (11 ±YiY2Y3-10 40M,(22)
а при варианте 6 (табл.1) сопротивление 50 этой меры
RU 6 Ro +RiH Ro + Ri - O.Xi...Xj ..X 10Р (1 ± YiY2Y3.)OM .(23)
При двухзажимном использовании описываемой меры помимо нулевого сопротив- 55 лени Р0 последней необходимо учитывать также сопротивление двух проводников дл подключени меры к внешней цепи, т.е. итогова поправка с учетом суммы
указанных сопротивлений может быть по р дка 0,010 Ом при вариации ±0,001 Ом. Поэтому при точност х Т 105- 107 эту меру следует примен ть при двухзажимном подключении в случае воспроизведени его сопротивлений более 10 Ом, при потребности воспроизведени сопротивлений менее 104 Ом следует использовать данную меру при четырехзажимном подключении к внешней цепи.
Компаратор 1 может в каждом разр де обмотки 9 иметь ступень 4 с отдельным включением. Эти отрицательные единицы можно использовать дл компенсации членов RI в (19) - (23), т.е. дл приведени последних к виду (16) или (18).
Представление результатов (16), (18) - (23) на дисплее 36 микропроцессорной системы 32 управлени , обработки-представлени информации не вл етс новой операцией, поэтому не рассматриваетс .
Все возможные случаи программировани и оптимизации разных операций использовани описываемой меры вл ютс производными от основных вариантов табл.1. Часть из этих возможностей рассматриваетс далее дл показа существенных отличий и преимуществ этой меры по отношению известных ее аналогов.
Предлагаемое устройство пригодно дл воспроизведени сопротивлений (проводи- мостей) свыше 10 Ом (менее 0,1 См) при больших рабочих токах, т.е. дл использовани в электрических цеп х в качестве супер- прецизионных квазирезисторов с мощност ми рассеивани в 10 и более раз больше, чем у реальных измерительных резисторов согласно табл.2.
П р и м е р 1. При O.Xi...Xj 1 и YiY2,Y3 0, Ri 100м(0,1Ах 1В 0,1 Вт); R2 102 Ом(0,01Ах1В 0,01 Вт); Rs 103 Ом (0,01 А х 10 В 0,1 Вт) воспроизводимое мерой сопротивление
Rm Ri R 12Rs-1 - 10-10 2 103 1020м ( 0,1 Ах 10В 1 Вт)(24)
П р и м е р 2. При 0,Xi ..X 1 и YiY2Y3 0,
10
1056м( 10Z В 0,1 Вт) воспроизводимое мерой сопротивление
RHI R3-1 .105-1 103 Ом
Ri 10 Ом (0,1 Ах 1В 0,1 Вт); R2 Ом ( Ах 1В 10 3Вт);Нз
(0,1Ах Вт).
0;
ПримерЗ. При О, Х1...
(25) 1 и Y1Y2.Y3Ri 10 Ом (0,1 Ах 1В 0,1 Вт); R2 10
);Рз
18
v5
10°Ом(
Ом( 1В
х 103 В Вт) воспроизводимое мерой
сопротивление
,-1
г5 1 n8 1 гИ
Rin Ri R 2R3 1 10 10 010° 10чОм (0,1 Ах 105 В 102Вт)(26)
Вообще данна мера может воспроизвести любое сопротивление (проводимость ) из массива
°Л, ..X,....7-(00ll±Y,-.,1,Vj- 0-s|OM) ОЛ.. V . Хг ОЧ ЛаЛ 10 ) 0,Х,.. ,;.. X, 10(, W lOA.; О.Х,. Л, ,.IOp(U4.Ye)Vj..
С помощью микропроцессорной системы 32 любое из сопротивлений Ri i.массива (27) можно представить на дисплее 36 в виде эквивалентной проводимости
Си R-. ,(28)
т.е. преобразовать массив (27) в следующий массив проводимостей:
х „. х|...х; O U + V.VI.V.-W- ICMJ
Х „...Х ,... Xi-IO- flt. 10-)См;
х;,...х ;. .х;.ю 4iixv4,v« i c«;(29)
;,.. Х.Х СГ ЧиУД, ю- |См.
Таким образом, микропроцессорна система 32 обеспечивает возможность использовани описанного устройства в качестве меры проводимости, поскольку персонал 37 при помощи каналов 38 диалога может на дисплее 36 микропроцессорной системы 32 установить числовое значение требуемой проводимости Си . Затем микропроцессорна система 32 сама произведет пересчет этой проводимости в эквивалентное сопротивление
Ru .(30)
а также установ его величины в моделирующей цепи меры с отображением числового значени этой величины на дисплее отдельно или в виде выражени
Й„-0,У,...Х;.. X, U/(UY,Y.j,Yj-tO s)OM--
, (31)
х ,,...х ,,.. х ,((1,,
Уже в насто щее врем производства новых средств измерени и их элементов требуетс выполнение технологических и поверочных измерений не хуже стотыс чных и миллионных долей результатов измерений .
На базе изобретени за счет его архитектуры (взаимного расположени и соединений составных частей) и выбора в качестве последних мультирезисторов- трансферов, современных ОУ с коэффициентом усилени более 10 и магнитного компаратора с точностью Т 108, микропроцессорной системы управлени , обработки-представлени информации могут быть выполнены сверхпрецизионные многопредельные многозначные меры электрического сопротивлени и проводимости,
пригодные дл использовани в промышленных услови х и на подвижных объектах. На базе, описанной меры может быть реализован как калибратор тока, так и ка- либратор напр жени идентичных классов точности, что и данна мера.
Claims (1)
- Формула изобретени Многозначна мера электрического сопротивлени содержаща операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей точкой источников питани операционного усилител , магнитный компаратор токов, выполненный на двухмагнитных сердечниках с регулируемой разр дной обмоткой, первый вывод которой соединен с выходом операционного усилител , детекторной обмоткой, выводы которой соединены с входами детекторабаланса ампер-витков, один выход которого соединен с первым выводом дополнительной обмотки, а также первый и второй токовые зажимы, отличающа с тем, что, с целью увеличени пределов и количествапоказаний меры сопротивлений и проводимости при повышении их точности, в нее введены первый и второй потенциальные зажимы, соединенные соответственно с первым и вторым токовыми зажимами, дополнительный операционный усилитель, первый, второй, третий масштабные управл емые мультирезисторы, двухполюсный переключатель на два направлени , при этом магнитный компаратор токов дополнительно содержит генератор возбуждени и две обмотки возбуждени , соединенные последовательно и встречно между выходами генератора возбуждени , а дополнительна обмотка выполнена регулируемой, причемпервый и второй выводы вл ютс регулирующими , при этом второй регулирующий вывод регулируемой дополнительной обмотки и второй выход детектора баланса ампер- витков через первый и второй нормальнозамкнутые контакты двухполюсного переключател на два направлени подключены соответственно к второму токовому зажиму и инвертирующему входу дополнительного операционного усилител , а через первый ивторой нормально разомкнутые контакты - соответственно к инвертирующему входу дополнительного операционного усилител и второму токовому зажиму, при этом неинвертирующий вход дополнительногооперационного усилител соединен с общей точкой источников питани дополнительного операционного усилител и с вторым токовым и потенциальным зажимами, первый токовый зажим соединен с инвертирующим входом операционного усилител , причем инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилител и инвертирующий вход дополнительного операционного усилител через соответственно первый, второй и третий масштабные управл емые мультиТаблица 1 Основные варианты использовани предлагаемого устройстварезисторы соединены с вторым выводом регулируемой разр дной обмотки магнитного компаратора токов, вл ющимс выходным зажимом многозначной меры электрического сопротивлени .a -s as a s t s s#jЈл о о /дzvZ.4
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894724373A SU1730598A1 (ru) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Многозначна мера электрического сопротивлени |
MD96-0361A MD717C2 (ru) | 1989-07-25 | 1996-10-25 | Многозначная мера электрического сопротивления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894724373A SU1730598A1 (ru) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Многозначна мера электрического сопротивлени |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1730598A1 true SU1730598A1 (ru) | 1992-04-30 |
Family
ID=21463532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894724373A SU1730598A1 (ru) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Многозначна мера электрического сопротивлени |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1730598A1 (ru) |
-
1989
- 1989-07-25 SU SU894724373A patent/SU1730598A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР №1224741, кл. G 01 R 27/00,1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Williams et al. | An automated cryogenic current comparator resistance ratio bridge | |
JPS634717B2 (ru) | ||
CN106291034B (zh) | 可自校准电阻分压器 | |
JP3081751B2 (ja) | 電気量測定装置 | |
SU1730598A1 (ru) | Многозначна мера электрического сопротивлени | |
US4697151A (en) | Method and apparatus for testing operational amplifier leakage current | |
US5225784A (en) | DC Current comparator circuit for generating an adjustable output proportional to an input signal | |
Trinchera et al. | A digitally assisted current comparator bridge for impedance scaling at audio frequencies | |
Corney | Digital generator assisted impedance bridge | |
RU1780026C (ru) | Компаратор сопротивлений | |
CN217212886U (zh) | 一种数字万用表 | |
SU1739212A2 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
So et al. | A new current-comparator-based high-voltage low-power-factor wattmeter | |
SU1455324A1 (ru) | Трансформаторный мост переменного тока дл измерени параметров комплексных сопротивлений | |
SU900132A1 (ru) | Тензометрический преобразователь | |
SU808949A1 (ru) | Трансформаторный мост переменногоТОКА | |
SU1499271A1 (ru) | Прецизионный измеритель электрической проводимости жидкости | |
SU1167511A1 (ru) | Устройство дл измерени высокого напр жени | |
SU1112286A2 (ru) | Цифровой измерительный прибор | |
SU1427306A1 (ru) | Магазин сопротивлений-калибратор напр жени | |
RU2099722C1 (ru) | Измеритель малых сопротивлений | |
SU842665A1 (ru) | Калибратор посто нного тока | |
SU1114999A1 (ru) | Устройство дл испытани трансформатора тока | |
RU1791823C (ru) | Сумматор сигналов разбаланса мостовых измерительных цепей | |
SU1661650A1 (ru) | Автотрансформаторный мост переменного тока |