Процентный дифференциальный вольтметр

,11 17/20 НОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВУ Н АВТОРСН СВИДЕ ЕРЕНЦИАЛЬНЦЙ фференциальелем егоный измеритор тока,ик опорного4) (57) ПРОЦЕНТНЫЙ ДИфФ ОЛЬТМЕТР, с ный усилител ыходного то ельный блок ключающий в одержащии ди ь с измерит ка, резисто и стабилиз себя источ(56) Кальф-Калиф С.М. Образцовый потенциометр для поверки.потенциометров высоких классов точности.Труды Харьковского государственного НИИ метрологии. М.: Изд-во Комитета стандартов, 1969, с. 154.Вербенко Е.Г. Процентный потенциометр постоянного тока и его применение в поверочной практике. - Сб. "Методы и аппаратура для поверочных работ в области электрических и магнитных измерений", НПО ВНИИ метрологии им. Д,И.Менделеева. Л 1980,с. 38-45. напряжения, операционныи усилительи образцовый резистор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью егоупрощения и повышения точностиизмерений, стабилизатор тока выполнен в виде операционного усилителя,в цепь отрицательной обратной связикоторого включен резисторный измерительный блок источника опорного напряжения, один полюс которого сое"динен с шиной нулевого потенциала,а другой - с неинвертирукяцим входомоперационного усилителя и входомобразцового резистора, включенногомежду инвертирующим входом операционного усилителя и шиной нулевогопотенциала, причем первый выводрезисторного измерительного блокасоединен с первым входом дифференциального усилителя, второй - с одной из входных клемм вольтметра,другая входная клемма соединенас вторым входом дифференциальногоусилителя, а его выход через измеритель тока соединен с .инвертирующимвходом операционного усилителя.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для определения относительного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения при поверке цифровых вольтметров, потенциометров и шунтов,Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности измерений за счет исключения из него калиброванного резистора, регулирующего элемента и источника питания, т.е. эа счет исключения из суммарной погрешности измерений составляющих, соответствующих 15указанным элементам.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройстваПроцентный дифференциальный вольт метр содержит стабилизатор токав виде операционного усилителя (ОУ) 1,в цепь отрицательной обратной связикоторого включен резисторный измерительный блок 2, состоящий из нескольких последовательно соединенныхзамещающих декад, источника 3 опорного напряжения, один полюс которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй - с неинвертирующим 30входом ОУ 1 и входом образцовогорезистора 4, включенного между инвертирующим входом ОУ 1 и шиной нулевого потенциала, причем один выводрезисторного измерительного блока 2соединен с первым входом дифференциального усилителя (ДУ) 5, второй -с одной из входных клеим 6 вольтметра, вторая входная клемма соединена с вторым входом ДУ 5, а его выход через измеритель 7 тока соединенс инвертирующим входом ОУ 1.Устройство работает следующемобразом.Измеряемое напряжение Б подают 45на входные клеммы 6 дифференциального вольтметра. С помощью ДУ 5 производят сравнение этого напряженияс падением напряжения на резисторномизмерительном блоке 2, равным 50и 2 ф(1)где К - величина сопротивления,устанавливаемая до началаизмерений, соответствующаяноминальному значению измеряемого напряжения;1 - ток через измерительный2блок 2 (индекс в обозначении тока совпадает с номером того элемента, по которому он протекает).Если указанные напряжения не равны, то на выходе ДУ 5 возникает ток 1, который измеряют измерителем 7 тока. Этот ток суммируется с током 14, протекающим через образцовый резистор 4, Таким образом, в узле соединения элементов 2, 4, 7 и инвертирующего входа ОУ 1 суммируются токи данных элементов и при условии, что входной ток ОУ 1 пренебрежимо мал, справедливо равенство27(3) где Б - напряжение на выходе источ 0ника 3 опорного напряжения;К - сопротивление резистора 4.Из выражений (1) - (3) получают и аПри условии, что коэффициент усиления ДУ 5 достаточно велик, разность напряжений между его входами близка к нулю и справедливо равенствоП-П+ЬП-В 12, (5) где 11 - номинальное значение измеряемого напряжения;Ж - абсолютное отклонение измеряемого значения от номинального.Из выражений (4) и (5) получаютБ+ Ю= - Б +К 1. (6)Если дую=О, то и ток 1 через измеритель 7 также равен нулю. С учетом этого из уравнения (6) следуют два равенства:Ц - . П фВинр оф(9)11 и ПоТаким образом, ток, протекающий через измеритель 7 тока, пропорционален относительному отклонению измеряемого напряжений от его номинального значения. Из выражения (9) видно, что погрешность измерений зависит в первом приближении только от точности образцового резистора и стабильности источника опорного напряжения.