Устройство для определения сопротивлений и их отношения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 091 111) 511 4 С 01 К 27/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ ВТОР СКОМУ о ССС973 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСОПРОТИВЛЕНИЙ И ИХ ОТНОШЕНИЯ(57) Изобретение может быть использовано при создании приборов дляконтроля сопротивления резисторови их отношения при разработке омметров для измерения больших и малыхсопротивлений, Устройство содержитисточник 1 эталонного напряжения,балластный резистор (Р) 4, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 7,магазин 8 сопротивлений, вычислительный блок 9, ключи 2,3, измеряемые Р 5, 6. Ключи 2 и 3 замыкаются. С помощью магазина 8 сопротивлений последовательно устанавливаются М значений его сопротивлений, а на выходе АЦП 7 - соответствующие значения цифрового кода. Получают М ураннений, связывающих этн значения,ьф ко то рые прив ед ены в описании изобретения, Затем ключ 2 переводят в разомкнутое положение и вновь производят измерения, В результате ряда измерений при переключении ключей 2 и 3 получают ряд уравнений, позволяющих определить сопротивления и их отношения из сравнения измеряемых Р 5 и 6 с эталонными. Точность измерений обусловлена стабильностью балластного Р 4, магазина 8 сопротивлений, источника 1 эталонного напряжения и отсутствием погрешности АЦП 7, 1 э.п, ф-лы, 1 ил.(3) 50 Изобретение относится к техникеизмерений и может быть использовано при создании приборов для контроля сопротивлений резисторов и их от"5ношения при разработке омметров дляизмерения как больших, так и малыхсопротивлений.Целью изобретения является повышение точности определения сопротивлений при сохранении разрядностианалого-цифрового преобразователя.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 эталонного (опорного) напряжения, ключи 2 и 3, дополнительныйбалластный резистор 4, измеряемыерезисторы 5 и 6, аналого-цифровойпреобразбватель 7, магазин 8 сопротивлений К вычислительный блок 9,первую и вторую клеммы 10 и 11 дляподключения исследуемых резисторов .и общую шину 12 устройства. При этомвыход источника 1 соединен с первым выводом резистора 4; второй вывод которого соединен с входом преобразователя 7 и входом магазина 8,выход преобразователя 7 соединен свходом вычислительного блока 9, выход магазина 8 соединен с первым выводом резистора 5 и входом ключа 2,второй вывод резистора 5 соединен свьосодом ключа 2, первым выводом резисторов и входом ключа 3, второйвывод резистора 6 и выход ключа 3соединены с общей шиной 12 устройства.Устройство работает следующим образом.На первом этапе измерений ключи 2и 3 замыкаются. В этом случае навход аналого-цифрового преобразова.теля 7 поступает напряжение с выходаделителя, образованного резистором 4и магазином 8. Связь между значением цифрового кода на выходе преобрафзователя 7 и значением сопротивления К магазина 8 определяется выра- жением 2Представим нелинейность ф(О) в виде полинома степени К К+ А 11+ +А 11 , (2) К 2 о С помощью магазина 8 последовательно устанавливаются М значений его сопротивлений К К К. На вьпсоде преобразователя 7 имеем соответствующие значения цифрового кода 112 11), 11,+. Значения цифрового кода вводятся в вычислительный блок 9. Исходя из соотношения (2). получим М уравнений, связывающих значения сопротивления магазИна 8 со значениями цифрового кода,112 + А 112 +е+ А 112 Затем переключатель 2 переводится в разомкнутое положение. С помощью магазина 8 устанавливаются последовательно те же самые значения сопротивлений, при этом значение сопротивления первого измеряемого резистора 5 суммируется к каждому значению сопротивления магазина 8. На выходе преобразователя 7 имеем соответствующие значения цифрового коДа 022, 112 11 , которые вводятся в вычислительный блок 9. Затем с помощью магазина 8 устанавливается нулевое значение сопротивления. В этом случае происходит преобразование в постоянное напряжение сопротивления первого измеря" емого резистора 5. На выходе преобразователя 7 имеем код 11который вводится в вычислительный блок 9. Исходя иэ уравнения (2) получим (М+1) уравнений, связывающих значения сопротивления магазина 8 в сумме с сопротивлением первого измеряемого резистора 5 со значениями цифрового кода,(4) напряжение источника 1;сопротивление резистора 4;значение цифрового кодана выходе преобразователя 7;нелинейность преобразованиявключающая в себя нелинейность преобразователя 7. К +К= - Ц К Г ХЯ2240 Э14290Вычитая уравнения системы (3) из соответствующих уравнений системы (4) и учитывая, что нулевому значению сопротивления магазина 8 соответст 5 вует нулевое значение кода на выходе преобразователя 7, получим систему линейных уравнений видак ля, Р, - А,11 , - .. - А,Ця;101 - 112. Р - А, (11 я - 11 яя)к е п -- Ак.(Пм цм. ) (5) где Р = РЕокК фС помощью вычислительного блока 9 из системы уравнений (5) определяются значения Р, А А, при условии, что КМ + 1,Затем ключ 2 переводится в замкнутое положение, а переключатель 3 - в разомкнутое. При этом повторяется 25 аналогично предыдущему процедура измерения резистора 6, в результате которой получают систему уравнений вида 11 м Р А 2 П30 "и оп Ря А (П 11 ц) ем Р- А (ею+ 11 нмАким+ 11 змн )Кяк где Р = - -Е я К оф - код, соответствующий резистору Кгяэ 11, - код, соответствующий сумме М-го сопротивления магазина 8 и второго измеряемого резистора. Из выражения (6) вычислется значение Ря Бз, отношения величин Р /Р, определяют отношение К /К; . При этом отношение измеряемых сопротивлений не зависит от нелинейности преобразования сопротивления в пос тоянное напряжение, нелинейности преобразования постоянного напряжения в цифровой код, мультиплнкативной погрешности преобразования сопротивление - постоянное напряжение и преобразования напряжение - код, а также от величины напряжения Е ис 494точника 1 и сопротивления резистора 4.Используя найденные значения коэффициентов А А Аиз соотношения (2) вычисляется точное значение сопротивления К, и соответственно К при условии испольасзоваиия источника 1 с точно известным значением напряжения Е и резистора 4 с точно известным значением сопротивления КВ случае отсутствия источника 1 с точно известным значением напряжения Е, используя в качестве резистора 5 или 6 эталонный,резйстор,легко находится значение сопротивления другого резистора 6 или 5. ТочнОсть измерений обусловлена стабильностью резистора 4, магази" на 8 сопротивлений, источника 1 опорного напряжения и отсутствием погреш ности аналого-цифрового преобразователя 7. формула изобретения 1. Устройство для определения сопротивлений и их отношения, содержащее источник эталонного напряжения, выход которого через балластный резистор соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, и ключ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения при сохранении разрядности аналого-циФрового преобразователя, в него введены магазин сопротивлений и вычислительный блок, при этом вход магазина сопротивлений соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого поДключен к входу вычислительного блока, выход магазина сопротивлений соединен с входом ключа и с первой клеммой устройства для подключения измеряемого резистора, вторая клемма которого соединена с общей шиной устройства и выходом ключа.2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей за счет обеспечения определения отношения сопротивлений резисторов, в него между второй клеммой устройства и его общей шиной введен второй ключ.