Цифровой омметр

- фн.гГ;т%усФзлентно-тех нкческ.: 6.Фвют 1 са МЬА ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СОюз Соввтскиз Сотаивпиетическиз Респубпик(2 З) Приоритет Гаер)(еретееннне невнтет6 ееета Мннеатрее Шрне )(енаа наеератеннен етнрытнн(45) Дата опубликования описания 170278(72) Двторы изобретения А.И. Беспалов и М,И. Тютюник Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе(54) ЦИФРОВОЙ ОИМЕТР Изобретение относится.к области электроиэмерительной техники и может быть использовано в устройствах измерения абсолютных значений сопротивлений, отклонений значений сопротивлений от первоначальногозначения, и, следовательно, для преобразования сигналов с датчиков сопротивления в цифровой вид.Известен цифровой омметр, содержатций нуль-орган, декадный делитель напряжения, схему управления, счетное устройство, коммутатор)11 . При измерении малых сопротивлений или незначительных приращений, сопротивлений, например при измерении .температуры при помощи терморезисторов, такой омметр имеет сравнительно невысокую точность, что связано, в основном, с наличием остаточных параметров ключевых схем (значительное сопротивление ключей в открытом состоянии, остаточные ЭДС, термо-ЭДС) и значительным изменением их во времени, связанным со старением элементов, изменением температуры и напряжений питания и т.д. Указанные свойства наиболее проявляются у бесконтактных коммутаторов, обладающих наибольшей надежностью и быстродействием, Приме 2кение электромеханических ключей (реле, герконов, шаговых искателей) зна"чительно увеличивает время измеренияи, к тому же, из-за наличия хотя инезначительных остаточных параметровв открытом состоянии не позволяетсоздать приборы высокой точности дляизмерения малых сопротивлений,Известен также цифровой мост по)0 стоянного тока, содержащий мостовуюизмерительную цепь, плечо сравнениякоторой представляет собой магазин.проводимостей с транзистбрными ключами, имеющими общую точку с верши)8 ной диагонали питания, источник напряжения питания мостовой цепи,нуль-орган и вспомогательные транзисторные ключи; вспомогательные ключивключены через дополнительные реэиЯО сторы в цепи управления основныхключей; общая точка вспомогательныхключей .через резистор и дополнительный источник напряжения подсоединенак вершине мостовой измерительной25 цепи)2Это устройство позволяет существенно уменьШить .влияние остаточных параметров ключей, но не устраняетего полностью, так как напряжениеЗ 0 коллектор-эмиттер основных ключей заиз устройств замкнут только одинконтакт.На выходе цепочки резисторов 1, 2,3 образуется падение напряжения,8равное 111":фх+ пРрф "ээ),-ЗФфпР, п) висит от целого ряда факторов, как то: напряжения питания источников напряжения, величины резисторов в цепях базы, харакеристик транзисторов. Любое изменение хотя бы одного из названных параметров во времениЭ(старение элементов) или по темпера" туре неизбежно ведет к влиянию остаточных параметров ключей на точность измерения, Это не только увеличивает погрешность измерения сопротивлений,10 но и делает устройство непригодным для измерения малых сопротивлений без предварительной его настройки перед каждым измерением, что достаточно трудоемко. КроМе того, устройство содержит удвоенное количество (по сравнению с коммутируемыми резис. торами плеча сравнения) ключевых элементов и два дополнительных источника напряжения, т.е. является слож- И ным.С целью повышения точности измерения цифровой омметр, содержащий нуль- орган, связанный с блоком управления, четыре декады образцовых резисторов, 25 измеряемый резистор, источник. тока и два коммутатора, снабжен дополнительным образцовым резистором, один вывод первой декады образцовых резисторов через последовательно соединен ные измеряемый резистор и вторую образцовую декаду подключен к одному входу нуль-органа, один вывод третьей образцовой декады через последовательно соединенные дополнительный обраэцовый резистор и четвертую образЦовую декаду подключен к другому входу нуль- органа, причем, два первых источника тока подключены к соответствующим входам первого коммутатора, третий и 4 О четвертый выходы связаны с соответствующими входами второго коммутатора, а другие выводы первой и третьей образцовых декад соединены между собой.На чертеже представлена схема цифрового омметра. Измеряемый резистор 146 включен последовательно с двумя декадами образцовых резисторов 2 и 3. Пй танке,указанных элементов осуществля ется от источника постоянного тока 4 (источника равных токов) через замкну-Э тые контакты коммутатора 5. ОбраэцовЫй резистор 8 включен последовательно с двумя декадами образцовых резисторов 7 и 8, Питание этих элементов осу ществляется также от источника 4И (вторым током источника равных токов) через замкнутые контакты коммутатора 9. Свободные выводы резисторов 2 и 7 соединяются с двумя входами нуль- органа 10. Выход нуль-органа 10 соединяется со схемой управления 11, управляющий коммутаторами 5 и 9. Каждый из коммутаторов состоит иэ двух десятков ключей (электромеханических или электронных), причем в каждом 66 где р, - сопротивление каждогоиз резисторов, входящихв декаду 2;ВЗ - сопротивление каждогоиз резисторов, входящихв декаду 31Ю - число включенных резисторов В декады 2;оз - число включенных резисторов Кэ декады 3.Вторым током Л от источника 4 через коммутаторы 5 и 9 питается вторая цепочка, состоящая из декады резисторов 7 (сопротивление каждого резистора равно В), образцового резистора б с сопротивлением К, декады резисторов 8 (сопротивление каждого резистора Цэ). Образующееся падение напряжения равно где и - число включенных резисторов Вв декады 7;н 9 - число включенных резисторов Ив декады 8.Разность напряжений Ю 1-0 подается на вход нуль-органа 10, который подает сигнал на блок управления 11 а последний приводит ключи коммутаторов в такое состояние, чтобы Резистор Ивводится в схему с целью получеййя начала отсчета с Й: О или с любой другой начальной отметки.В конТур .уравновешивания напряжений 01 и 11 не входят остаточные напряжения ключей устройств коммутации и их остаточные сопротивления. Они находятся за пределами контура и включены в цель токов. Для применяемого в схеме цифрового омметра источника двух равных по значению постоянных токов включейие или изменение в цепи одного иэ токов сопротивлений и ЭДС источников помех не нарушает равенства токов, а приводит лишь к изменению их абсолютных значений.В предлагаемом цифровом омметре снижаются требования к параметрам ключей устройства коммутации, которые могут иметь значительные сопротивления и остаточные напряжения в открытом состояний, т.е. представляется возможным испольэовать надежные, дешевые и простые ключи на полупроводниковых приборах беэ увеличения погрешности измерения сопротивлений,г597987 формула изобретения Составитель В. СкоробогатоваРедактор Б. Каменская Техред М.Левицкая Корректор А. Лакидаа аю щЗаказ 1209/35 Тираж 1112 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРа ская наб, д. 4 5 с с с Хщ с 1Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Цифровой омметр, содержащий нуль- орган, связанный с блоком управления, четыре декады образцовых резисторов, измеряемый резистор, источник тока н два коммутатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше" ния точности измерения он снабжен дополнительным образцовым резистором, один вывод первой декады образцовых резисторов через последовательно соединенные измеряемый резистор и вторую образцовую декаду подключен к одному входу нуль-органа, один вывод третьей образцовой декады через последовательно. соединенные дополнительный образцовый резистор ичетвертую образцовую декаду подключен к другому входу нуль-органа, причем, два первых выхода источника то ка подключены к соответствующим входам первого коммутатора, третий ичетвертый выходы связаны соответствуюЩими входами второго коммутатора, адругие выводы первой и третьей образцовых декад соединены между собой. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 427286, кл. Ц" 01 й 13/02, 1968.2, Авторское свидетельство СССРМ 373634, кл. Я. 01 Я 17/02, 1970.