SU752189A1

SU752189A1 - Resistance measuring device

Info

Publication number: SU752189A1
Application number: SU782641940A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Васильевич Фабричнев; Анатолий Никитович Шаманский
Original assignee: Предприятие П/Я А-1490
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1980-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к электроиз мерительной технике и предназначено дл измерени больших сопротивлений, например сопротивлени изол ции пе-. чатных плат.This invention relates to electrical measurement equipment and is intended to measure high resistances, such as the insulation resistance of pe-. chat boards.

Известен цифровой термометр, содержащий электрометрический усилитель с параллельно подключенным ключом и накопительным конденсатором, дискриминатор напр жени , переключатель , триггер управлени , кварцевый генератор, счетчик импульсов и преобразователь число импульсов-напр жение , включенный в цепь обратной св зи последовательно с накопительным конденсатором l .A digital thermometer is known that contains an electrometric amplifier with a parallel-connected key and a storage capacitor, a voltage discriminator, a switch, a control trigger, a crystal, a pulse counter, and a pulse number-voltage converter connected in series with the storage capacitor l.

Недостатком этого устройства вл етс вли ние сопротивлени изол ции ключа на погрешность измерени .A disadvantage of this device is the effect of the key insulation resistance on the measurement error.

Известно устройство дл измерени сопротивлени , содержащее генератор пилообразного напр жени , выполненный на операционном интегрирук цем усилителе, нуль-орган, формирователь импульсов, управл ющий переключателем, источник посто нного напр жени , мост сопротивлений, одним из плеч которого вл етс измер емый резистор 2 . .A device for measuring resistance, comprising a sawtooth voltage generator made at an operational amplifier amplifier, a null organ, a pulse shaper, a control switch, a constant voltage source, a resistance bridge, one of the arms of which is the measured resistor 2. .

Особенностью этого устройства вл етс то, что входной резистор операционного интегрируюцего усилител и резистор в цепи обратной св зи, подсоединенный параллельно интегрирующему конденсатору, включены в смежные плечи моста со схемой подключени измер емого резистора в двух, других плечах. При этомA feature of this device is that the input resistor of the operational integrated amplifier and the resistor in the feedback circuit connected in parallel to the integrating capacitor are connected to the adjacent arms of the bridge with the connection circuit of the measured resistor in the two other arms. Wherein

10 резистор в цепи обратной св зи операционного усилител подсоединен через переключатель к общей шине. Этим достигаетс уменьшение требований к точности источника посто нного10, a resistor in the feedback circuit of the operational amplifier is connected via a switch to the common bus. This achieves a reduction in the accuracy requirements of a constant source.

15 напр жени , включенного в одну из диагоналей описанного моста.15 voltages included in one of the diagonals of the described bridge.

Недостатки известного устройства заключаютс в том, что, поскольку образцовое и измер емое сопротивлени образуют делитель, величина напр жени на измер емом сопротивлении зависит от его значени , а это приводит к погрешности, обусловленной измен ющимс напр жением наThe drawbacks of the known device are that, since the sample and measured resistance form a divider, the magnitude of the voltage on the measured resistance depends on its value, and this leads to an error due to the varying voltage

25 измер емом сопротивлении изол ции,25 measurable insulation resistance,

величина которого, как известно, зависит т напр жени на нем. Кроме того, недостатками его вл ютс низкое быстродействие, обусловлен30 нее тем, что в цепь разр да конденсагора включен резистор, минимальна величина которого ограничена как чувствительностью мостовой схемы, так и допустимой мощностью рассеивани на резисторах моста, а также сложно.сть схемной реализации нульоргана и интегратора ввиду того, что нуль-орган должен иметь большое входное сопротивление, большую величину допустимого синфазного и дифференциального сигнала, около 100 В,, а интегрирующий усилитель - большой динамический диапазон выходного напр жени , равный напр жению на измер емом сопротивлении.the value of which, as is known, depends on the voltage across it. In addition, its disadvantages are low speed, due to the fact that a resistor is included in the discharge circuit of the condenser, the minimum value of which is limited by the sensitivity of the bridge circuit and the permissible power dissipation on the bridge resistors, as well as the complexity of the circuit design of the null organ and in view of the fact that the zero-organ must have a large input impedance, a large amount of permissible common-mode and differential signal, about 100 V, and the integrating amplifier - a large dynamic di output voltage equal to the voltage across the resistance being measured.

Цель изобретени - повышение точности измерени и быстродействи .The purpose of the invention is to improve measurement accuracy and speed.

Поставленна цель достигаетс тем,что в устройство дл измерени сопротивлени , содержащее источник напр жени .посто нного тока, интегрирующий усилитель , к выходу которого подключены последовательно соединенные нуль-орган и формирователь измерительного импульса, ко второму входу которого подсоединен блок запуска, и два последовательно соединенных и противофазно-управл емых с выходов формировател ключа, причем выход второго ключа, один из полюсов источника напр жени и второй вход интегрирующего усилител подсоединены к общей шине, введены источник опорного напр жени итретий ключ, причем источник опорного напр жени подсоединен ко второму входу нуль-органа, а третий ключ подсоединен между общей точ- кой упом нутых ключей и измерительным входом интегрирующего усилител его управл ющий вход соединен с управл ющим входом первого ключа, а второй полюс источника напр жени и. измерительный вход интегрирующего усилител соединены со входами устройства.The goal is achieved by the fact that a device for measuring the resistance, containing a voltage source of direct current, integrates an amplifier, to the output of which are connected in series a zero-organ and shaper of a measuring pulse, to the second input of which is connected a trigger unit, and two connected in series and antiphase-controlled outputs of the key driver, with the output of the second key, one of the poles of the voltage source and the second input of the integrating amplifier connected to the common The source of the reference voltage and the third key are not entered, the source of the reference voltage is connected to the second input of the null organ, and the third key is connected between the common point of the mentioned switches and the measuring input of the integrating amplifier; its control input is connected key, and the second pole of the voltage source and. The measuring input of the integrating amplifier is connected to the inputs of the device.

На чертеже представлена структурна схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Она содержит источник 1 напр жени посто нного тока, измер емое сопротивление 2, операционный интегрирующий усилитель 3 с конденсатором 4, электронный переключатель, состо щий из электронных ключей 5,6,7, источник 8 опорного напр жени , нуль-орга 9, блок 10 запуска, формирователь 11 измерительного импульса.It contains a source of direct current voltage 1, a measurable resistance 2, an operational integrating amplifier 3 with a capacitor 4, an electronic switch consisting of electronic switches 5,6,7, a source 8 of reference voltage, zero-or-9, block 10 start, the driver 11 measuring pulse.

Работа предлагаемого устройства основана на преобразовании тока, протекающего через измер емое сопротивление 2 в пропорциональный интервал времени.The operation of the proposed device is based on converting the current flowing through the measured resistance 2 into a proportional time interval.

в исходном состо нии ключи 5, 7 замкнуты, ключ б разомкнут. Напр жение на выходе усилител 3 равно нулю. При поступлении управл н цего сигнала с блока 10 запуска формирователь 11 измен ет свое состо ние, при этом ключи 5,7 размыкаютс .in the initial state, the keys 5, 7 are closed, the key b is open. The output voltage of amplifier 3 is zero. When a control signal arrives from the start-up unit 10, the driver 11 changes its state, and the keys 5.7 open.

а ключ б замыкаетс . Линейно нарастающее напр жение на выходе усилител 3 сравниваетс нуль-органом 9 с напр жением источника опорного напр жени 8 и при их равенстве формирователь 11 и ключи 5,6,7 возвращаютс в свое первоначальное состо ние , конденсатор 4 разр жаетс через замкнутые ключи 5,7, а на выходе формировател 11 заканчиваетс формирование измерительного импульса.and key b closes. The linearly increasing voltage at the output of the amplifier 3 is compared by the zero-organ 9 with the voltage of the source of the reference voltage 8 and, if they are equal, the driver 11 and the keys 5,6,7 return to their original state, the capacitor 4 is discharged through closed keys 5, 7, and at the output of the imaging unit 11, the formation of the measuring pulse is completed.

В режиме измерени обща точка разомкнутых ключей 5,7 -через замкнутый ключ 6 подключаетс к общей шине Благодар этому сопротивление изол ции разомкнутого ключа 5 подключаетс параллельно входу интегратора, а сопротивление изол ции ключа 7 параллельно выходу усилител 3,и они не шунтируют конденсатор 4. Вли ние сопротивлени Rp разомкнутого ключа 5 на погрешность измерени 5 опред етс выражениемIn the measurement mode, the common point of the open keys 5.7 through the closed key 6 is connected to the common bus. Due to this, the insulation resistance of the open key 5 is connected parallel to the integrator input, and the insulation resistance of the key 7 is parallel to the output of the amplifier 3, and they do not bypass the capacitor 4. The effect of the resistance Rp of the open key 5 on the measurement error 5 is determined by the expression

где К - коэффициент передачи усилител ;where K is the gain of the amplifier;

С - величина емкости интегратор t - врем интегрировани .C is the capacitance value; integrator; t is the integration time.

Полага , С 10ф, R,Polaga, C 10ph, R,

. .

10 Ом, t 10 ohm, t

0,2 с, получим §i 0,002%. 0.2 s, we get §i 0,002%.

Таким образом, устройство позвол ет увеличить точность измерени за счет посто нства напр жени на измер емом сопротивлении, снижени погрешностей интегрирующего усилител и нуль-органа, уменьшени погрешностей , обусловленных сопротивлением изол ции ключей, а также увеличить быстродействие за счет уменьшени времени разр да конденсатора интегрирующего усилител .Thus, the device allows to increase the measurement accuracy due to the constant voltage on the measured resistance, reducing the errors of the integrating amplifier and the zero-organ, reducing errors caused by the insulation resistance of the keys, as well as increasing the speed by reducing the discharge time of the integrating capacitor booster.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 448400, cl. G 01 R 27/02, 30.12.71.

2. Authors certificate of USSR 1 374553, cl. G 01 R 27/08, 03/20/3.