Измеритель напряжения и сопротивления

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1402,77 (21) 2451830/18-21 (5 ф) М Л с присоединением заявки Йо(23) Приоритет 6 01 В 17/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.П. Котельников, Г.В, Смирнов и А.Г. Бульбочка Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов ЗИП(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ. Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении сопротивлений, напряжений постоянного тока или разности между двумя измеряемыми напряжениями потенциометрическим (компенсационным) способом.Известны потенциометры (компенсаторы), обеспечивающие измерение напряжений постоянного тока и сопротивлений постоянному току, содержащие опорные контуры, источники питания опорных контуров и автокомпенсатор (1 .Недостаток этих потенциометров заключается в том, что их функциональные возможности ограничены, измерение сопротивлений в них производится косвенно и связано с рядом промежуточных вычислений. Известны такие измерители напрякений и сопротивлений, содержащие одинарный мост с источником опорного напряжения, подключенным на инверти рующий вход операционного усилителя. В цепь обратной связи бперационного усилителя с последовательной обратной связью по напряжению включен магазин проводимостей, каждая декада которого может быть выполнена по двоично-десятичному или другому коду Г 2)Недостаток этих измерителей - также в ограниченных функциональных воэможностях, так как они не могут быть использованы в качестве измерителей сопротивлений с прямым отсчетом.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения напрякений и сопротивлений, представляющее собой потенциометр с регулируемым током и содержащее источник. опорного напряжения, усилитель, делитель напряжения, переключающие устройства и автокомпенсатор (31 . Недостаток этого устройства заключается в невозможности использования его в качестве измерителя сопротивлений с прямым отсчетом.Кроме того, из-за непостоянства входного сопротивления к источнику компенсирующего напряжения предъявляются высокие требования, т.е. он должен иметь очень малое выходное сопротивление (в тысячных долях ома).Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей иэмеритеПри положении 10 переключателя б схема представляет собой двухрядный потенциометр, в котором одно неизвестное измеряемое напряжение присоединяется через указатель равновесия к зажимам первого входа 5 измерителя и уравновешивается делителем 2, а второе неизвестное измеряемое напряжение присоединяется к зажимам второго входа 8 измерителя и уравновешивается делителем 7 с постоянным входным сопротивлением.Определение процентной разности измеряемых напряжений происходит следующим образом.При положении 9 переключателя б большее по величине измеряемое на 506065 ля путем одновременного измерениядвух напряжений или сопротивлений иразности между ними.Поставленная цель достигаетсятем, что в измеритель напряжения исопротивлений, содержащий источниккомпенсирующего напряжения, парал 5лельно которому включен делительнапряжения, соединенный с выходомоперационного усилителя и с первымвходом измерителя, введены переключатель и регулируемый делитель напряжения с постоянным входным сопротивлением, включенный через переключатель параллельно упомянутому делителю напряжения, выход которого соединен с другим входом переключателя, 15а второй вход измерителя поцключенк выводам регулируемого делителя напряжения,На фиг. 1 изображена схема предлагаемого измерителя напряжения и 20сопротивления; на Фиг. 2 - измеряемый объект.Измеритель содержит источник 1компенсирующего напряжения, параллельно которому включен делитель 2 25напряжения, соединенный с выходом 3операционного усилителя 4 и с первымвходом 5 измерителя. Регулируемый делитель 7 напряжения с постояннымвходным сопротивлением включен черезпереключатель б параллельно делителю2 напряжения, Второй вход 8 измерителя подключен к выводам регулируемого делителя 7, Устройство содержиттакже неподвижные контакты 9, 10 переключателя б, образцовое сопротивление 11, измеряемое сопротивление 12,источник 13 напряжения,Устройство работает следующим образом,Переключатель б подключает делитель с постоянным входным сопротивлением 7 либо к выходу делителя 2(положение 9), либо к выходу операционного усилителя 4 (положение 10).В положении 9 переключателя б делитель 7 является шунтом, имеющим проводимость Цш для делителя 2.Измерение разности напряженийосуществляется следующим образом. пряжение присоединяется к зажимам первого входа 5 измерителя и уравновешивается делителем 2, а меньшее по величине измеряемое напряжечие присоединяется к зажимам второго входа 8 измерителя и уравновешивается делителем 7 напряжения с постоянным входным сопротивлением. Обозначив коэФФициент деления делителя 2 (с учетом шунтирующего действия делителя 7) через Кд а коэФФициент деления делителя 7 через Кд , получим следующие соотношения0,: КД,Е, )О, = Кд (2) где Охбольшее по величине измеряемое напряжение;0 х - меньшее по величине измеря 2емое напряжение.Относительная разница между двумя измеряемыми напряжениями определяется уровнемцх,-ц ЕКа,-ЕКа,Ка, О - ека =Ь-Ка), ( 3)Выдавая на отсчетное устройствокаждой декады дополнение до 9 (есликаждая декада состоит из 10 ступеней)или до 8 (если каждая декада состоит из 9 ступеней), получаем такимобразом процентный потенциометр.Вмладших декадах дополнение выполняется до 10 и 9 соответственно.Измерение сопротивления с непосредственным отсчетом результатапо показаниям декад делителя 7 осуществляется следующим образом,Образцовое 11 (В ) и измеряемое12 (Вх) сопротивления соединяютсяпоследовательно и питаются от источника 13 напряжения (Е ). При этомпереключатель б ставится в положение9. При измерениях образцовое напряжение выбирается "круглого" номинального значения, т,е, равным 10 , гдеои - целое положительное или отрицательное число. Падение напряжения на образцовом сопротивлении 11 уравновешиваетсяделителем 2, а падение напряженияна измеряемом сопротивлении 12 уравновешивается делителем 7. Обозначивток через измеряемое и образцовоесопротивления как ), получаем"Х 10 Х = "х = ЕКО 1 К 2Х 2 -Так как по условию В имеет круглоеноминальное значение, то 0 непосредственно указывает величину измеряемого сопротивления,Несмотря на то, что ток 3 "некруглый" и падение напряжения Ох,также "некруглое", результат измерения Вх непосредственно выражаетсяКд (т.е. отсчетом по декадам де752175 но высокоточный потенциометр, одинарный и двойной мосты для измерениясопротивлений, компаратор напряжений, компаратор сопротивлений. и ека,Л ЙЕКЙ, КдИзмеритель напряжения и сопротивления, содержащий источник компенсирующего напряжения, параллельно которому включен делитель напряжения,соединеннЫй с выходом операционногоусилителя и с первым входом измерителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения двух напряжений илисопротивлений и разности между ними,в него введены переключатель и регулируемый делитель напряжения с пос 20 тоянным входным сопротивлением, включенный через переключатель параллельно упомянутому делителю напряжения,выход которого соединен с другим входом переключателя, а второй вход из 25 мерителя подключен к выводам регулируемого делителя напряжения.Источники инФормации,принятые во внимание при.зкспертиэе1. Нетребенко К.А. ЦиФровые дели 3 О тели напряжения, М., "Энергия", 1970,с. 30-312 Орнатский П,П. Автоматическиеизмерения и приборы. Киев, Высшаяшкола", 1971, с. 123.3. Александров В.С, и Прянишников В.А. Приборы для измерения малыхпостоянных напряжений и токов. Л"Энергия", 1971, с. 25,или ПИ Заказ 4735/2 Тираж 101 сное ект ал ППП Патент, г, Ужгород, ул лителя 7), так как из (4) и (5)следует, что откуда й = йКд 2, (6)Таким образом, результат измерения непосредственно отсчитывается по показаниям декад делителя 7 (й выражается через 10 пОм).Кроме того, схема (Фиг.1) представляет собой еще и компаратор равнономинальных сопротивлений, позволяющий определять процентную разницу между большим и меньшим по величине измеряемым сопротивлениям. Это непосредственно следует иэ уравнения (3), которое применительно к измерению сопротивлений с учетом уравнений (4) и (5) записывается в виде н (х=(-Ка ) (7) В уравнении (7) под й подразумевается большее, а под йх меньшее из сравниваемых равнономинальных сопротивлений,Таким образом, предлагаемое изобретение представляет собой простое по структуре и конструктивному выполнению многоФункциональное измерительнь 6 устройство, способное в одном приборе заменить целый ряд других измерительных средств, а именФормула изобретения