Цифровой вольтметр

О П И С А Н И Е859933ИЗОБРЕТЕН ИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик,7 (088.8) во делам иафбрвтенкв н открытка(72) Авторы изобретения Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов(54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР Изобретение относится к электроизйерительной технике.Известен цифровой вольтметр, выполненный с использованием кодо-импульсного принципа измерения и содержащий,в частности, функционально связанныеделитель напряжения, дифференциальныйнуль-орган, цифроаналоговый преобразователь, отсчетный блок, а также координирующий работу отдельных узловблок управления 1,Недостаток известного устройствасвязан с невозможностью получения высокой чувствительности при достаточновысоком быстродействии, поскольку дифференциальный нуль-орган при малых15уровнях сигналов для каждого шага поразрядного уравновешивания имеет значительное время установления,Наиболее близким техническим реше 20нием к предлагаемому изобретению является цифровой вольтметр, содержащийусилитель постоянного тока с цепьюобратной связи, составленной иэ резистивного делителя напряжения, установленного на выходе усилителя, и образцового источника постоянного напряжения, включенного между входной клеммой усилителя и средним выводом делителя напряжения, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), соединенный с выходом усилителя 121,Недостаток указанного устройствазаключается в невысокой точности,обусловленной погрешностью используемого делителя напряжения,В положении КАЛИБРОВКА при достаточно большом коэффициенте усиленияпостоянного тока и отсутствии смещения его нуля, показание прибора А определяется соотношениемА = ЕкК 4 Кгде Е - ЭДС калибрующей меры (обраэКцового источника постоянногонапряжения );К 1 - коэффициент передаМи усилителя постоянного тока;К - коэффициент передачи АЦП.При калибровке коэффициент передачи АЦП К 2 регулируется до достижения равенства показания А прибора численному значению ЭДС Е, т. е. после калибровки А = Е и соответственно52Если причиной ухода калибровки явилось изменение коэффициента передачи 10 К усилителя, что при калибровке, производимой путем изменения коэффициента передачи К 2 АЦП, в последней будет внесена погрешность, компенсирующая погрешность К, Калибровка АЦП с 15 погрешностью приводит к снижениЮ точности прибора на тех пределах, на которых он не калибруется,Цель изобретения - повышение точности подобного измерительного устройства,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой вольтметр, содержащийусилитель постоянного тока с цепьюобратной связи, составленной из резистивного делителя напряжения, установленного на выходе усилителя постоянного тока, и образцового источникапостоянного напряжения, включенногомежду входной клеммой усилителя постоянного тока и средним выводом резистинного делителя напряжения, аналого-цифровой преобразователь, соединенный с выходом усилителя постоянного тока, введен и-полюсггый и-пози 35ционный переключатель, а резистивныйДелитель напряжения выполнен на и равнономинальных резисторах с с и и-срезисторами н плечах, причем. свободные выводы резисторов связаны с подвиж 40ными элементами контактов переключателя, с неподвижных элементов контактовкоторого соединены со входной клеммойАЦП, а и-с неподвижных элементов контактов - с общей клеммой входа и выхо 45да усилителя постоянного тока.На чертеже представлена функциональная схема цифрового вольтметра,Вольтметр содержит образцовый источникпостоянного напряжения, входную клемму 2 усилителя постоянноготока, вывод 3 делителя напряжения,усилитель 4 постоянного тока, делитель5 напряжения, АЦП 6, общую клемму 7входа и выхода усилителя постоянноготока, выходную клемму 8 усилителя постоянного тока.Работа устройства состоит в следующем,При коэффицие нт е передачи усилителя постоянного тока К 4 = - делитель 5иснапряжения составляется из и равнономинальных резисторов, коммутируемыхтак, что при каждой коммутации в одном плече делителя оказывается включенными с, а в другом и-с резисторов.Коммутация делителя 5 напряжения производится и раэ, причем при каждомпереключении происходит замена одного резистора в каждом плече делителя,При подключенном ко входу образцовомисточнике постоянного напряжения сЭДС Е в каждом из и состояний дели,теля 5 напряжения снимается показаниевольтметра и находится среднеарифметическое значение его показаний А Далее определяется абсолютная погрешность АЦПб А = Е 4 - АР. При одном из состоянийделителя 5 наггряжения коэффициент передачи К 2 АЦП 6 регулируется такимобразом, чтобы показание вольтметраизменилось на величину найденной егопогрешности А в сторону ее исключения,Благодаря использованию и равнономинальных резисторов и переключателя,добиваются увеличения точности регулировки коэффициента передачи АЦП 6,причем точность регулировки АЦП 6 оказывается во много раз выше точностиусилителя 4 постоянного тока, В результате ошибка устройства на неколебруемых пределах измерения будет определяться только ошибкой коэффициентапередачи усилителя 4. В известных яеус.тройствах к ошибке коэффициента передачи усилителя 4 добавляется ошибкаАЦП б, значительная по величине,При необходимости на калибруемыхпределах измерения точная регулировка суммарного коэффициента передачиК 4 усилителя достигается регулировкойодного из плеч делителя 5 напряжениядо совпадения показаний вольтметра,сдействительным значением ЭДС образцового источника 1 постоянного напряжения.Формула изобретенияЦифровой вольтметр, содержащий усилитель постоянного тока с цепью обратной связи, составленной из резистивного делителя напряжения, установленного на выходе усилителя постоянного тока, и образцового источника постоянного напряжения, нключенноготель Л, МорозовЗ,Фанта Корректс ктор М. Лысогорбв мч хр акаэ 7538/67 Тираж 732 1 ИИПИ Государствечно по делам изобретени Москва, Ж, РауПодписно о комитета ССС й и открытий ская наб д,3035 Патент", г. Ужгород, уп, Проектная,иа 5 859933 бмежду входной клеммой усилителя по-торого,соединены со входной клеммойстоянного тока и средним выводом ре- аналого-цифрового преобразователя, азистивного делителя напряжения, ана- п-с неподвижных элементов контактов -лого-цифровой преобразователь, соеди- с общей клеммой входа и выхода усилиненный с выходом усилителя постоянно-теля постоянного тока,го тока, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности, Источники информации,в него введен и-полюсный и-позицион- принятые во внимание при экспертизеный переключатель, а реэистивный де. Швецкий В, И. Электронные изме"литель напряжения выполнен на и равно О рительные приборы с цифровым отсчетом.номинальных резисторах с с и и-с ре- К., 1970, с. 20.зисторами в плечах, причем свободные 2. Гренбойз, Пикерелл. Дискретнаявыводы резисторов связаны с подвижны- обратная связь в технике аналого-циф 11 1ми элементами контактов переключателя, рового преобразования, - Электроникас неподвижных элементов контактов ко 1977, У 21, с. 50, рис, 1,а,