Измеритель сопротивлений

Изобретение относится к измерениям электрических величин и может бытьиспользовано для измерения характе.ристик нелинейных сопротивлений терморезисторов, варисторов, позисторови .т.п., а также может использоватьсяв медицине в устройствах осуществления акупунктуры и электролечения,Целью изобретения является повышение точности измерения,На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство содержит первую 1 и,вторую 2 клеммы для подключения из,меряемого сопротивления (Р. ), эталонное сопротивление 3 (Кв ), инВ.тв ертирующий усилитель 4 , повторитель5 , первый источник 6 опорного напряжения , блок 7 управления режимом ,первый 8 и второй 9 сумматоры , и ер;вый усилитель 1 0 постоянного тока(УПТ ) , первый ат т енюат ор 1 1 , вычит атель 1 2 , второй ат тенюато р , 1 3 , схе му 1 4 сравнения , з ад атчик 1 5 , второйусилитель 1 6 постоянного тока , в то ,рой источник 1 7 опорного напряжения .Первая клемма для подключенияизмеряемого сопротивления соединенас общей шиной устройства , вторая клемма соединена с первым выводом э т алонного соп ро тивления и входом по в-.то рителя , выход которого соединен свходом внешнего регистратора , свторым входом вычи тат еля и с вторымвходом сумматора , первый вход кото. рого через инв ер тирующий усилительсоединен с вторым выводом эталонногосопротивления и выходом первого УПТ,второй входкоторого соединен с выходом первого сумматора, а первыйвход - с внешним регистратором, спервым входом первого аттенюатораи выходом второго сумматора,первыйвход которого соединен с блоком управления режимом, а второй вход -с первым источником опорного напряжения, задатчик соединен с первымвходом вычитателя, выход которогосоединен с первым входом второгоаттенюатора, а его выход подключенк входу. внешнего регистратора и через второй УПТ соединяется с внешнимрегистратором, первый вход схемысравнения соединен с вторым источни 55ком опорного напряжения, а второй еевход подключен к выходу первого аттенюатора, выход схемы сравнения соединен с вторыми входами первого и вто рого аттенюаторов, вход задатчика соединен с выходом сумматора входом внешнего регистратора, входы регистраторов подключаются к устройству через первую в .четвертую выходные клеммы.Устройство работает следующим образом.При подключении сопротивления Еизмеряемого объекта к клеммам 1 и 2 на него через эталонное сопротивление 3 поступает напряжение Б с выхода УПТ 10 и через эталонное сопротивление 3 и измеряемое сопротивление К протекает ток 11 зтогда напряжение на измеряемом сопротивлении К х Е уКхБ1 х эт а напряжение на эталонном сопротивлении 3 Б з - Е этП = Б - Ь = ----- (3)эт 5 Йх+ Кх эт(6) К = сопзЕ из (3) и (1) с учетом (5) и (6) 1 = сопз 1 (7) Напряжение Цз через инвертирующий усилитель 4 поступает на первый вход, сумматора 8 (-Б )на второй вход. которого поступает через, повторитель 5 напряжение Б, и на выходе сумматора 8 напряжение Ь= -Б + Б = = -Ц поступает на инвертирую.й вход УНТ .10, на неинвертирующий вход которого поступает напряжение Ц через сумматор 9 от источника 6 опорного напряжения с напряжением П Напряжение Ц с выхода блока 7 управления режимом устанавливается равным нулю (Б, = О), Напряжение П на инвертирующем вхопе УПТ 10 сравни.вается с напряжением Б на неинвертирующем его входе, сигнал ошибки усиливается УПТ 10 и изменяет напряжениена его выходе таким образом, чтобы выполнялось условие5 1575121 При этом напряжение на измеряемом сопротивлении К иэ (2) с учетом (7)Б широком диапазоне регулированиявсегда выполняется условие(10) где К - коэффициент передачи аттенюатора 11,При измерении К, когда выполняются условия (5) и (б), напряжение Б на выходе задатчика устанавливает%ся равным нулю (11, = О), Напряжение с выхода повторителя 5 У Р К через вычитатель 12 поступаетна первый вход аттенюатора 13. При поступлении сигнала с выхода вычитателя 12 на вход управляемого аттенюатора 13 на его второй вход поступает напряжение с выхода схемы 14 сравнения, также изменяя его коэффициент передачи. Причем К управляемого аттенюатора 13 изменяется пропорционально и синхронно с К, аттенюатора 11 (Кг - регулируемый коэффициент передачи аттенюатора 13). что .означает, что при всех изменениях сопротивления К при измерениях протекает стабильный постоянный ток 1 и напряжение на выходе повторителя 5 БиБКс большой точностью, а напряжение на выходе сумматора 9 пропорционально току через измеряемое сопротивление К измеряемого объекта, напряжения с выхода повторителя 5 и с выхода сумматора 9 поступают на внешние регистраторы.Напряжение с выхода сумматора 9 через управляемый первый аттенюатор 11 поступает на второй вход схемы 14 сравнения, на первый вход которой поступает напряжение П , с источника 17 опорного напряжения, Напряжение Б на втором входе схемы 142сравнения сравнивается с 1 напряжением источника 17, сигнал ошибки усиливается и управляет коэффициен-. том передачи первого аттенюатора таким образом, что напряжение Ь = = 0 К, поддерживается равным У юпьр источника 17 с точностью лучше 1 Е. 1 7При этом напряжение на выходе второго аттенюатора 13 с учетом (5), (10) и (11) также будет пропорционально К и поступает на внешний регистратор.Для измерения зависимости сопротивлений измеряемого объекта от приложенного напряжения или от тока, протекающего через измеряемый объект, на вход сумматрра 9 поступает медленно изменяющееся напряжение Ь, с выхода блока 7 управления режимом, Тогда напряжение на выходе сумматора 9, поступающее на первый вход УПТ 10, будет равно Бг = Б + Б, и напряжение Б на выходе повторителя 5 с учетом (6) будет равноЭто напряжение через вычитатель 12(напряжение на втором его входе равно О) поступает на первый вход второго аттенюатора 13. Напряжение П= Бо + Ь, с выхода сумматора 9 поступает на первый вход первого аттенюатора 11, Тогла напряжение П= 0 Кпоступающее на вход второго аттенюатора 13 на его выходе из (8) с учетом 35 (2) будет1 гККх , .(13) 1Напряжение У -К с выхода аттез40 нюатора 13 поступает на внешний ре-гистратор, позволяя снимать зависимость К (П) исследуемого объекта вавтоматическом режиме с большой точностью. Из (7) следуетЬ 1, что поз воляет такжеснимать зависимостьК(1) измеряемого объекта.При измерении малых измерений сопротивления К измеряемого объекта в: зависимости от приложенного напряже ния или тока при Б = О с блока 7устанавливают задатчиком 15 напряжение Б на первом входе вычитателя12 таким образом, чтобы напряжениена его выходе и на выходе усилителя 55 постоянного тока 16 было равно нулю,т,е. выполнялось условие15752где К - коэффициент передачи, устанавливаемый задатчиком 15,С блока 7 на вход сумматора подается медленно изменяющееся напряжение, при этом изменяется напряжение11, поступающее на первый вход УПТ10 и на вход задатчика 15. В случае,если К не зависит от приложенногок нему напряжения, то напряжениеБ , поступающее через эадатчик 15 навторой вход вычитателя 12, изменяет,ся пропорционально напряжению О, поступающему на измеряемый объект и свыхода повторителя 5 на второй входвычитателя 12 при этом напряжениена выходе вычитателя 12 и, соответ,ственно,.УПТ 16 будет равно нулю.Если же сопротивление измеряемогообъекта К зависит от приложенногок нему напряжения (или от тока,протекающего через него), то на вы,ходе вычитателя 12 появится напря,;жение разбаланса25= П(К+дК) -К = П (К -- К + ДК) = П (+ дК) (14)где+дК - изменение сопротивленияЗОКв зависимости от приложенного к нему напряжения или от тока, протекающего через него,Это напряжение поступает на первый вход аттенюатора 13, и из (14), с 35 учетом (10) и (11) напряжение на его выходе имеет видл+ ДК.ЮтНапряжение Б, .-ЛК усиливаетсяусилителем 16 и йоступает на внешний регистратор, на второй вход которого поступает напряжение с выходаповторителя 5 или с выхода сумматора 9, позволяя в автоматическом режиме снимать зависимость АК(Ь),ЙК(1) исследуемого объекта,Устройство обладает широкими функциональными возможностями, обеспечивает все режимы измерений, связанные с изменением, параметров сопротивления на постоянном токе. Устройствоможет также найти применение в медицине, например в рефлексотерапии,для поиска БЛТ и определения их функционального состояния по изменению сопротивления, причем в автоматическом режиме можно проконтролировать изменения сопротивления от величины протекающего тока. В режиме измерения приращения сопротивленияоблегчается задача поиска ВАТ.Формула изобре тенияИзмеритель сопротивлений, содержащий входные клеммы для подключенияизмеряемого сопротивления, эталонноесопротивление, включенное между первой входной клеммой и входом инвертирующего усилителя, выход которогосоединен с первым входом сумматора;первый источник опорного напряжения,второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу блока управления, а .выход - к первому входу первого аттенюатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ- .ности измерения, в него введеныповторитель напряжения, два усилителя постоянного тока, блок вычитания,второй аттенюатор, схема управления,задатчик, второй источник опорногонапряжения, подключенный к первомувходу схемы сравнения, второй входкоторой соединен с выходом первогоаттенюатора, а выход подключен к вторым входам первого и второго аттенюаторов, к выходу второгоаттенюатораподключена первая входная клемма, ачерез первый усилитель постоянноготока - вторая выходная клемма, первый вход блока вычитания соединен стретьей выходной клеммой, вторымвходом первого сумматора и через повторитель напряжения - с первой входной клеммой, второй вход блока управления подключен к выходу задатчика,а выход блока управления соединен спервым входом второго аттенюатора, кчетвертой выходной клемме подключенвход задатчика, выход второго сумматора и первый вход второго усилителяпостоянного тока, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход - с входом инвертирующего усилителя, к выходу первого источника опорного напряжения подключенвторой вход второго сумматора, а вторая входная клемма для подключенияизмеряемого сопротивления соединенас.общей шиной,