SU855534A1

SU855534A1 - Device for measuring direct-current resistance

Info

Publication number: SU855534A1
Application number: SU792842334A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Фролов; Николай Григорьевич Бычков; Виктор Киприянович Барбанаков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1490
Priority date: 1979-11-23
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1981-08-15

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл цифрового измерени сопро1ивлени ггосто нному току, Известен преобразователь сопротив лени в напр жение г содержащий отрица тельный усилитель, охваченный отрицательной обратной св зью через первый и второй образцовые резисторы, к выходу оперсщионнс.-о усилител подключ ен третий образцовый резистор, ко второму выводу которого подключены измер емый резистор, второй вьшод которого соединен с шиной, и четвертый образцовый резистор, второй вывод которого соединен с неинвертирукщим входрм операционного усилител и п тым образцовым резистором причем ко второму вьшоду п того образцового резистора подключен источник опорного напр жени , соединенный с общей ишной С11 Н«достаткгии1и данного преобразовател вл ютс ограниченные точность и диапазон преобразовани из-за нали . чи большого числа образцовых резисторов , между, которыми Яёобходимо со . блпдать определенные соотношени jVJfH обеспечени высокой линейности преобразовани , кроме того источник опорного напр жени значительно нагружаетс при измерении малых величин сопротивлени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл измерени сопротивлени , примен емое в приборах повышенной точности и содержашее операционный усилитель, два образцовых и измер емый резисторы, прецизионный генератор тока, аналого-цифровой преобразователь двухтактового интегрировани и источник опорного напр жени , включенный между обшей шиной и первым входом АЦП двухтактного интегрировани , второй вход которого соединен с иеинвертирующим входом операционного усилител , с первкм выводомгЪбразцового резистора, второй вывод которого соединен с выходе операционного усилител , и измер емого резистора, второй вывод которого соединен с обей шиной, а между выходом и инвертаругацим входсж опер.ационного усилител включен плавающий источник опорного напр жени , созданный втоуллл образцовьм резистором и прецизионшм генератором тока f 2|. Недостатке этого уртройства вл етс ограниченна точность измереи сопротивлени , определ ема порешност ми образцовых резисторов, ачеством прецизионного генератора ока и источника опорного напр жеи .The invention relates to electrical measuring technology and can be used to digitally measure the matching of a state current. A resistance converter is known to a voltage r containing a negative amplifier covered by negative feedback through the first and second exemplary resistors to an output amplifier. en the third exemplary resistor, to the second output of which the measured resistor is connected, the second output of which is connected to the bus, and the fourth exemplary resistor, the second output to orogo neinvertirukschim vhodrm coupled to the operational amplifier and a fifth resistor being exemplary second vshodu fifth exemplary resistor connected to a reference voltage source coupled to the common ishnoy C11 H "dostatkgii1i this converter are limited and the accuracy of the conversion range of Nali. chi a large number of exemplary resistors, between which I need co. To block certain ratios jVJfH to ensure high linearity of the conversion, moreover, the source of the reference voltage is significantly loaded when measuring small values of resistance. The closest to the proposed technical entity is a device for measuring resistance, used in high-precision devices and containing an operational amplifier, two model and measuring resistors, a precision current generator, a two-cycle analog-to-digital converter and a voltage source connected between common bus and the first input of the ADC push-pull integration, the second input of which is connected to the inverting input of the operational amplifier, with the first output of the specimen The second resistor, the second output of which is connected to the output of the operational amplifier, and the measured resistor, the second output of which is connected to both the bus, and between the output and the inverting entrance input of the operating amplifier, a floating reference voltage source created by a second-hand resistor and a precision current generator is turned on f 2 |. The disadvantage of this device is the limited accuracy of the resistance measurement determined by the tolerances of the model resistors, the quality of the precision oscillator of the eye and the source of the reference voltage.

Цель изобрегени - повышение точости измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, то в устройство дл измерени сопротивлени посто нному току, содержащее операционный усилитель, образцовый езистор, аналого-цифровой преобразователь двухтактного интегрировани и источник опорного напр жени , первый выходной зажим которого соединен с бщей шиной, второй выходной зажим с первым входом аналого-цифрового преобразовател двухтактного интегрировани , второй вход которого соединен с клеммой дл подключени измер емого резистора, с неинвертирующим входом операционнЪго усилител и с первым выходом образцового резистора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилител , втора клемма дл подключени измер емого резистора соединена с общей шиной, введены два запоминающих конденсатора , четыре ключа и блок управлени , причем первый выходной зажим источника опорного напр жени соединен также через первые два ключа с инвертирующим входом операционного усилител , выход которого также соединен через третий и четвертый ключи с вторым выходным зажимом источника опорного напр жени , первый запоминающий конденсатор включен параллельно входам второ го и третьего ключей, второй запоминак дий конденсатор включен между выходом и инвертирующим входом операционного усилител , управл ющие входы первого и четвертого ключей соединены с пер- вым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющими входами второго и третьего ключей. На чертеже приведена схема устройства дл измерени сопротивлени посто нному току.The goal is achieved by the fact that, in a device for measuring DC resistance, there is an operational amplifier, an exemplary sensor, an analog-to-digital converter of push-pull integration and a source of reference voltage, the first output terminal of which is connected to the common bus, the second output terminal with the first input of the analog -digital push-pull converter, the second input of which is connected to the terminal for connecting the measured resistor, to the non-inverting input of the operational amplifier and to the transducer The second output terminal of the reference resistor, the second terminal of which is connected to the output of the operational amplifier, the second terminal for connecting the measured resistor is connected to the common bus, two storage capacitors, four switches and a control unit are inserted, the first output terminal of the reference voltage is also connected through the first two a key with an inverting input of an operational amplifier, the output of which is also connected via the third and fourth keys to the second output terminal of the source of the reference voltage, the first memory to the capacitor is connected in parallel to the inputs of the second and third keys, the second memory capacitor is connected between the output and the inverting input of the operational amplifier, the control inputs of the first and fourth keys are connected to the first output of the control unit, the second output of which is connected to the control inputs of the second and third keys keys. The drawing is a schematic of a device for measuring DC resistance.

Устройство содержит операционный усилитель 1, между выходом и инвертирукадим входом которого подключен второй запоминающий конденсатор 2, ключи 3-6, источник 7 опорного напр жени , АЦП 8 двухтактного интегрировани , измер емый резистор 9, об- . разцовый резистор 10, второй запоминающий конденсатор 11, блок 12 управлени ,The device contains an operational amplifier 1, between the output and inverting input of which is connected a second storage capacitor 2, keys 3-6, reference voltage source 7, ADC 8 push-pull integration, measured resistor 9, about-. raztsovy resistor 10, the second storage capacitor 11, control unit 12,

Устройство работает 5 1е ук цим образом.The device works 5 1e in a cyclic manner.

Пары ключей 5,6 и 3, 4 переключаютс в противофазе, при зги-п кании ключей 3; 4 и размыкании ключей 5,6 опорное напр жение источника 7 запоминаетс с конденсатором 11, затем ключи 3, 4 размыкаютс , и опорное напр жение с конденсатора 11 передаетс конденсатору 2, на котором создаетс посто нное напр жение, равное через несколько тактов опорному и посто нно приложенное между выходом и инвертирующим входом операс ционного усилител 1, т.е. конденсатор 2 выполн ет роль плавающего источника опорного напр жени . Операционнь1й усилитель 1 выполн ет функцию стабилизатора тока, величина кйто„ рого определ етс образцовым резистором 10, поскольку на этом резисторе поддерживаетс напр жение, равное опорному. Через измер емый резистор 9 течет посто нный ток, создающий - на нем падение напр жени , преобразуе 5 мое в АЦП двухтактного интегрировани в цифровой код.The pairs of keys 5,6 and 3, 4 are switched in antiphase, when the keys 3 are being zigzed; 4 and the opening of the keys 5,6, the reference voltage of the source 7 is stored with the capacitor 11, then the keys 3, 4 are opened, and the reference voltage from the capacitor 11 is transferred to the capacitor 2, on which a constant voltage is created, equal after several cycles of the reference and constant but applied between the output and the inverting input of the operational amplifier 1, i.e. capacitor 2 acts as a floating source of voltage. Operational amplifier 1 performs the function of a current stabilizer, the value of which is determined by the reference resistor 10, since a voltage equal to the reference resistor is maintained on this resistor. Through the measured resistor 9, direct current flows, creating - on it a voltage drop, transforming into a push-pull ADC into a digital code.

Результат преобразовани сопротивлени в напр жени определ етс выражением Q 0 . V Vo|i , (1)The result of conversion of resistance to voltage is determined by the expression Q 0. V Vo | i, (1)

где V-x - падение напр жени на измер емом , резисторе 9; VQ - опорное напр жение источника 7; 25 R - сопротивление измер емогоwhere V-x is the voltage drop across the measured resistor 9; VQ is the reference voltage of source 7; 25 R - the resistance of the measured

резистора 9; RQ - сопротивление образцовогоresistor 9; RQ - exemplary resistance

резистора 10.resistor 10.

Результат измерени АЦП двухтактного интегрировани 8 определ етс выражениемThe result of measuring the ADC of the push-pull integration 8 is determined by the expression

v.v.

(2)(2)

NVNV

где N , N.( - количество счетных импульсов , пропорциональное соответственно пр мому и обратному интегрированию,where N, N. (is the number of counting pulses, proportional to the direct and reverse integration, respectively

С учетом выражени (1) v.Taking into account the expression (1) v.

.ёit

NsNs

т.е. точность измерени сопротивлени определ етс точностью образцового резистора 10,those. the accuracy of the resistance measurement is determined by the accuracy of the reference resistor 10,

Технико-экономический эффект заключаетс в повь&иении точности измерени за счет уменьшени количества оставл ющих результирующей погрешности измерени , причем введение запомйнан цих конденсаторов и ключей упрощает схему получени плавающегоThe technical and economic effect consists in increasing the measurement accuracy by reducing the number of measurements that leave the resultant error, and the introduction of memorized capacitors and switches simplifies the scheme for obtaining a floating signal.

источника напр жени , В устройстве дл управлени ключами возможно использование любых противофазных сигналов, например, тактовых импульсов , блока управлени в составе АЦП, т,е. возможно исключение отдельного блока управлени . Кроме того, источник опорного напр жени в нем практическим не нагружен и может быть высокоомным, а введение новых элементов позвол ет использоватьvoltage source. In the device for key management, it is possible to use any antiphase signals, for example, clock pulses, a control unit comprising an ADC, i.e. It is possible to exclude a separate control unit. In addition, the source of the reference voltage in it is practically unloaded and can be high resistance, and the introduction of new elements allows the use of

иеизолированный источник опорного напр жени , т,е, создать общую точку по цеп м питани операционного усилител , источника опорного напр жени , измер емого резистора и общейan isolated insulated voltage source, t, e, to create a common point along the supply circuits of the operational amplifier, the reference voltage source, the measured resistor and the common

входной шины АЦП,ADC input bus,

Claims

1. Gutsikov v, S. The use of operational amplifiers in measurement technology. L ,, 1975, p.48, ris.226,

2. Description of the device DM 501 from Tektronix.

HKZIbM--