Устройство для измерения сопротивления

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частностик устройствам для измерения сопротивления на основе неуравновешенногомоста, и может быть использовано припостроении цифровых приборов для измерения температуры, деформации идругих преобразуемых в электрическоесопротивление величин,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешности нелинейности иуменьшения случайной погрешности.На чертеже представлена блок-схемаустройства для измерения сопроти.ления,Устройство содержит резистивныймост, в который включается измеряемыйрезистор 1, содержащий резисторы 2-б,резисторы 7-9, первый 10 и второй 11управляемые переключатели, усилитель12, блок 13 сравнения, интегратор 14,блок 15 вычисления и регистрации иблок 16 управления.При этом резисторы 1 и 2 соединеныпоследовательно и образуют первуюветвь моста, вторую ветвь которогообразуют последовательно соединенныерезисторы 3-6, резисторы 7-9 соединены последовательно, первый, второйи третий входы первого переключателя10 соединены с выводами резисторов 4и 5, а выход соединен с первым выводом резистора 9 и первым входом вто"рого переключателя 11, второй выводрезистора 9 соединен с первым выводом резистора 8 и вторым входом второго переключателя 11, второй выводрезистора 8 соединен с первым выводом резистора 7 и третьим входом второго переключателя 11, второй выводрезистора 7 соединен с первыми выводами резисторов 1 и 2, вторые выводыкоторых соединены соответственно спервыми выводами резисторов 3 и 6.Причем первый вывод резистора 3соединен с общей шиной, а первый вывод резистора 6 - с входом интегратора 14. Выход второго переключателя 1 1соединен с первым входом усилителя12, второй вход которого соединен спервыми выводами резисторов 1 и 2 ивторым выводом резистора 7, выходусилителя 12 соединен с первым входом блока 13 сравнения, второй входкоторого соединен с выходом интегратора 14, выход блока 13 сравнениясоединен с входами блока 15 вычисле ния и регистрации и интегратора 14, а выходы блока 16 управления соединены с управляющими входами первого 10 и второго 11 переключателей, а также блока вычисления и регистрации.Устройство работает следующим образом.Процесс измерения состоит из четырех тактов, В первом такте переключатель 10 находится в положении с(, переключатель 11 - в положении О . Нап-. ряжение на входе усилителя 12 равно К 7+Кь ( К( ), (1)к +к +к +к к +к к +к 4+к+кь где Бо - напряжение питания моста;К, - эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находитсяв положении а;К(-К - сопротивления резисторов 1-9соответственно.Во втором такте переключатель 10 устанавливается в положение 1, переключатель 11 остается в прежнем положении. Напряжение на входе усилителя 12 равно 20 К 7+КВЦ =Ц30 7 8 з . 35 К 3+К 4. )(3)15 К,+К,+К,+К,где К - эквивалентное выходное сопротивление моста, когдапереключатель 10 находитсяв положении о .В четвертом такте переключатель10 остается в прежнем положении, переключатель 11 устанавливается в положение. На вход усилителя 12 подается напряжениеК 7 К,( 55О = П е емем щет е ееееее (вещЕшКт+Кз+Ъ+Кэз К(+К Кее ) К+К+К+К 6) (2)к)+КФ+к 5+Кбгде К - эквивалентное выходное сопротивление моста, когда переключатель 10 находитсяв положении 3 .В третьем такте переключатель 1 Оустанавливается в положение 1, переключатель 11 - в положение ц, Напряже ние на входе усилителя 12К +Кя+К К(Ц -Х2 (К +Кя+ +Кз К(+Кя(12) К о(К 7+Ка)где А = ---- .кз(к+Ко)Формула изобретенияУстройство для измерения сопротивления, содержащее первый, второй, третий и четвертый резисторы, зажимы для подключения измеряемого резистора, пятый и шестой резисторы, первый и второй управляемые переключатели, усилитель, блок сравнения, блок вычисления и регистрации, интегратор и блок управления, причем первый вывод первого резистора соединен с первым зажимом для подключения измеряемого резистора и общей шиной, второй вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора и первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт первого переключателя соединен с вторым выводом второго резистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом четвертого резистора, выходом блока сравнения и входом интегратора, второй вывод четвертого резистора соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого резистора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с вторым неподвижным контактом, второго переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом пятого резистора и подвижным контактом первого переклю" чателя, подвижный контакт второго переключателя соединен с первым вход-. ным выводом усилителя, второй входной вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора, выход усилителя соединен с первым входом. те Йкх2 Ка 2 30 е К х - номинальное значение измеряемого сопротивления; х х макс-К- диапазон изменения сопротивления Кх,35 Иэ (6) следует, что с достаточной пенью точности можно считать К 7+К+ ЭЗ 7 8 9фИх 40 Например, при = 10%, равенствоКховыполняется с погрешностью 7,5Э % ст К 4+В 4------- х;К 3+К 4+К 5+Кб(9) Период выходного сигнала связан напряжением на входе усилителя 12 висимостьюТ = аа+а,ц + а 2 ц2 1(5)5 е а - начальное значение периодавыходного сигнала;а - чувствительность устройства;а 2 - коэффициент нелинейности. Эквивалентное выходное сопротивлее моста при различных положениях реключателя 10 равноКр К11 К 2 (К 4 К 5 К 6) 11 К 3 г Кэ 2 КЧК 2+(К 4 К КЭ) Кб еЭз 11 2 ( Ъ +)Ц( Я К 6)15 Очевидно, что при К=к, и при одм и том же значении измеряемого противления К, К ;-К =К . Примем кже К 4=КБ=Ког КЬ=КЭ тогда К =К (К+-(В +-- ) 1 Ко 2 21+КОИК -К, К,+ (К,+К,).1Для получения наибольшей чувствиьности мостаК 2-К -В. - К -К -К - К7 Я 9 ХогКЬ К 4 --- - К; ------ =Ь К+Кф К+К 4+К+К 6 тему уравнений (1) - (4) можно заС учетом (5) справедливы выраженияТ, =а,+а (х+Ь)+а (х+Ь) ;Т=а,+а(х-й)+а" (х-А)г р (10)Т=а а+а (1+К) х+а+ (1+К) г хТ 4 =а+а (1-К) х+а" (1-К) г хгггде а, =. а,ца; а =а (ц,).Решая относительно х, можно полу- чить Тъ -Т 4где 2Т,-Т,Формула для вычисления измеряемогосопротивления имеет вид1608589 Составитель В.СтукаяТехред М,дидык Корректор М.Максимишинец Редактор С,Патрушева Заказ 3614 Тираж 555 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом интегратора, выход блока сравнения соединен с входом блока вычисления и регистрации выхоВ 5 ды блока управления соединены с управляюшими входами первого и второго переключателей и блока вычисления и регистрации, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, 10 в него введены седьмой и восьмой резисторы и третьи неподвижные контакты в первый и второй переключатели, причем седьмой резистор соединен однимвыводом с вторым выводом второго ре-зистора и вторым неподвижным контактом первого переключателя, а вторым -с .первым выводом третьего резистораи третьим неподвижным контактом первого переключателя, первый вывод восьмого резистора соединен с вторымвыводом шестого резистора, а второйего вывод соединен с первым выводомпятого резистора и третьим неподвижным контактом второго переключателя.