Устройство для измерения номиналов электрических цепей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)4 а 01 В 27 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН й инстиСССР1970,ССР1986,НИЯ НОМИНАспол змерия параГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕ 11 ЕЙ(57) Изобретение может бытьзовано в автоматизированных ительных системах для измерени 801347040 А 1 метрв. резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, входящих в состав печатных узлов, Устройство дляизмерения номиналов электрических цепей содержит источник 1 опорного напряжения, дифференциальный усилитель(У) 2, содержащий операционный У 3и образцовые резисторы (Р) 4-7, ключи 8-13, измеряемую цепь 14, содержащую измеряемый элемент (Э) 15 ишунтирующие Э 16, 17, операционныйУ 18, образцовый Р 19, повторитель20 напряжения и блок 21 измерения.Изобретение повышает точность измерений путем уменьшения влияния ключей измерительной цепи на результатизмерения, 1 ил.вход ралл 1 34704Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано в автоматизированных измерительных системах для из 5мерения параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей,входящих в состав печатных узлов.Цель изобретения - повышение точности измерений, путем уменьшениявлияния ключей измерительной цепи нарезультат измерения,На чертеже показана блок-схемаустройства для измерения номиналовэлектрических цепей, 15Устройство содержит источник 1опорного напряжения, дифференциальный усилитель 2, выполненный на операционном усилителе 3 и образцовыхрезисторах 4-7, ключи 8-13 для подключения измеряемой цепи 14, содержащей измеряемый 15 и шунтирующие 16и 17 элементы, операционный усилитель 18, первый образцовый резистор19, повторитель 20 напряжения и блок 2521 измерения,Причем источник 1 опорного напряжения через образцовый резисторсоединен с инвертирующим входом операционного усилителя 3, который че- ЗОрез последовательно соединенные об. разцовый резистор 5 и ключи 8 и 13охвачен отрицательной обратной связью, первый узел измеряемой электрической цепи 14 соединен с общей точ 35кой ключей 8 и 13, второй - с общейточкой соединения ключей 10 и 11, атретий через ключ 10 - с общей шинойи через ключ 11 с неинвертирующимвходом операционного усилителя 18, ин вертирующий вход которого соединен свторым выводом ключа 9 и с входомповторителя 20 напряжения, выход которого соединен с общей шиной черезпоследовательно соединенные образцовые резисторы 6 и , общая точка соединения которых соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя 3, второй вывод ключа 12 черезобразцовый резистор 19 соединен с выходом операционного усилителя 18,блока 21 измерения соединен паельно образцовому резистору 19.Устройство для измерения номина".лов электрических цепей работает сле 55дующим образом.Источник 1 опорного напряженияформирует тестовое воздействие Йкоторое поступает на образцовый ре В 5+г 8оВ 32где Б, Б, В, В - соответственно со 4 5 6противления образцовых резисторов4, 5, 6, 71г г в .сопротивления заикЗф Знутых ключей 8 и 13;Е, - импеданс шунтирующего элемента 16,При этом на инвертирующем входе операционного усилителя 18 устанавливается напряжение Н + г,о В 4. При условии В = Б после прове 76 ния преобразований выражения для О ипринимают вид- х 2 В,Е, +г ) В +х 7 г 0 2зистор 4 дифференциального усилителя .2, охваченного отрицательной и положительной обратной связью, Отрицательная обратная связь осуществляется через замкнутые ключи 8 и 13 и образцовый резистор 5. Цепь положительной обратной связи составляют шунтирующий элемент 16 и сопротивление замкнутого ключа 10, образующие делитель напряжения, средняя точка которого подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя 18. При этом, учитывая свойство операционного усилителя с высокой точностью поддерживать на своих входах одинаковые потенциалы, значение напряжения на средней точке этого делителя через повторитель 20 напряжения поступает на образцовый резистор 6.В связи с этим, через замкнутые ключи 8 и 13 дифференциальный усилитель 2, независимо от величины сопротивления ключа 13, на электрической цепи 14 формирует напряжение, равное2 Вг,Исходя из этого, к измеряемому элементу 15 электрической цепи 14 прилагается напряжение П1 Озь а падение напряжения на образцовом резисторе 19, включенном через замкнутый ключ 12 в цель обратной связи операционного усилителя 18, равно15 где В - сопротивление образцового1 Чрезистора 19;Е - импеданс измеряемого элеЯмента 15; В+гя 2 В Еб.В 2 В(Е, +г, -гВ +В+гИз формулы видно, что падение напряжения на образцовом резисторе 19 пропорционально проводимости измеря емого элемента 15. Это напряжение поступает на блок 21 измерения, где преобразуется в цифровой эквивалент. Измерение падения напряжения только на образцовом резисторе 19 позволяет исключить влияние на результат измерения сопротивлений замкнутых ключей 9.и 12, через которые электрическая цепь подключена к операционному усилителю 18, 4Коэффициент Р в выражении для 6 определяет погрешность измерения, обусловленную влиянием сопротивлений замкнутых ключей 8 и 13, Величина этих сопротивлений в реальных усло 4 виях может достигать значения 1,0 м.При этом величину сопротивлений обг разцовых резисторов 4 и 5 можно взять достаточно большой, чтобы влияние сопротивлений г и г на результат .тоизмерения было йренебрежимо мало, -.Так, например, при г = г,0 = 1 Ом, В . = К 5 = 10 кОм, Е = 8 Ом получим О г. Ужгород, ул, Проектная,Произв,-полигр. п 2 В Е +г -г В+К+г б Ы 10 д 5 8 Ь 5: П ЬД,ез5 15 КИПИ Заказ 5117/44 5 ,1,000094, что определяет погрешность измерения 5 = 0,017,Сопротивление ключа 11 не вноситпогрешности измерения, так как входной ток операционного усилителя 18незначителен,Формула изобретения Устройство для измерения номичалов электрических цепей, содержащее источник опорного напряжения, первый резистор, соединенный с выходом первого операционного усилителя, первый ключ, один из цыводов которого соединен с первой клеммой для подключения измеряемой электрической цепи, вторая клемма через второй ключ соединена с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а третья клемма через третий и четвертый ключи соединена с общей шиной и неинвертирующим входом первого операционного усилителя соответственно, один из входов блока измерений соединен с выходом первого операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я темФ что, с целью повышения точности измерения, оно содержит пятый и шестой ключи, второй операционный усилитель, четыре образцовых резистора, повторитель напряжения, причем вторая клемма для подключения измеряемой цепи через пятый ключ соединена с вторым входом блока измерений и вторым выводом первого резистора, вход повторителя напряжения соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а выход через последовательно соединенные четвертый и пятый образцовые резисторы соединен с общей шиной, общий вывод которых соединен с неинвертирующим 1входом второго операционного усилителя, выход которого через последовательно соединенные первый и шестой ключи, третий образцовый резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, который через второй образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения. аж 729 Подписное 4