Компаратор отношений сопротивлений

.Кл .:ю- ;,:ит.нскаяоц 36 1411 Союз Советских Сецивлистических Республик(51) М. вки Мо 00 с присоединением з23) Приоритет Государственный комите СССР по делам изобретений и открытий.79. Бюллетень 15 Йо 1 53) УДК 621. 317. . 332. 6 (088, 8) публиковано 0 Дата опубликованию описанию 070579 син, Е,Ломтев(72) Авторы изобретения А. Андрианов, А Жадаев, Ю, М, Ки В, М, Мляндин 71) Заявите Пензенский технический институт(54) КОИПЛРИТОР ОТНОШЕНИИ ООПРОТИНЛЕНИ 1Изобретение относится к техникеизмерения параметров резисторов и делйтелей напряжений.Известен компаратор сопротивлений,содержащий компарируемые сопротивления, каждое из которых включено всвой изолированный токовый контур, икомпаратор изолированных токов, выполненный в виде двух реэистивных масштабирующих звеньев 111,Недостатком такого устройства является невозможность измерений отно"щения сопротивлений и их относительной разности,15Известно также устройство для измерения сопротивления и ихотношения,содержащее основную токовую цепь иэисточника питания, последовательносоединенного сперемейным резистором 20и двумя измерительными резисторами,дополнительную токовую цепь, аналогичную основной, два переключатели ипотенциальную цепь из двух мер напряжения и конденсатор 21 .Недостатком этого устройства является невозможность измерения относительной разности отношений сопротивлений и относительной погрешности от- .ношений. 2Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.Это достигается тем, что в компаратор отношений сопротивлений, содержащий регулируемый источник напряжения, выход которого соединен с входными клеммами, коммутатор, два входа одного иэ направлений которого соединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выход другого его направления соединен с входом кбмпенсатора; введены образцовое регулируемое отношение сопротивлений, задатчик кода, блок задания масштаба, однопоэиционный переключатель и операционный усилитель, при этом эадатчик кода соединен с входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен со вторым выходом кожутатораР третий вход одного из направлений которого соединен с узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен к входным клеммам, а выход его соединен с третьим входом кскмутато6614ра другого направления, два входа ко"торого соединены с соответствующимивыходнйми клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходомрегулируемого источника напряжения ис входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный 5переключатель подключен к второмувходу компенсатора, а также тем, чторегулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряже"ния, выход которого -оединен с второй 10выходной клеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, аналоговый,ключ и операционный усилитель с ре зистором в его цепи обратной связи 15подключей к первой выходной клемме,причем управляющий вход аналоговогоключа соединен с входной клеммой, атакже тем, что блок задания масштабасодержит резистивный делитель напря,жения, выход которого соединен с выходной клеммой, а вход его через аналоговый ключ соединен с входной клем- .мой, причем управляющий вход аналого"вого ключа соединен с выходом задатчика масштаба, а также тем, что компенсатор содержит элемент:сравнения,выход которого соединен с входом регистрирующего устройства и с входомцифроаналогового преобразователя, апервый вход элемента сравнения подключен к входной клемме, а второй еговход соединен с первым выходом цифроаналогового преобразователя, второйвход которого соединен со входнойклеммой,На чертеже представлена электрическая схема компаратора отношенийсопротивлений.Устройство содержит регулируемыйисточник напряжения, выполненный в40виде цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 1, автономный источник напряжения 2, основной резистивный делитель 3, задатчик кода 4, аналоговые ключи 5, основной операционный 15усилитель 6, резистор обратной связи7, блок задания масштаба 8, задатчикмасштаба 9, аналоговые ключи 10, дополнительный резистивный делитель 11коммутатор 12, дополнительный усилитель 13, переключатель 14, компенсатор 15, включающий в себя элементсравнения 16 и цифроаналоговый преобразователь 17 (ЦАП), регистрирующееустройство 18, и образцЬвое регулируе мое отношение 19,Устройство позволяет измерить, относительную разность отношений резисторов 31/ 32 и ЧЗ/34 или разнестьотношений резисторов.60В режиме измерения относительнойразности двух отношений устройствоработает в два такта фф 1 и ффНф(или ффффф и ф ии т,п. в зависимости от числа положений ксимутатора12), соответствующих двум положениям Д 11 4коммутатора 12, При увеличении числаотношений резисторов, сравниваемых сданным отношением Я 1/Я 2, на единицу,число тактов соответственно увеличивается также на единицу. На первомтакте, когда коммутатор 12 находитсяв положении 1, производится регулировка компаратора на отношениеЯ 1 / Я 2, относительно которого производится компарирование отношенияЧ /34 и других отношений, При этомкомпенсатор 15 работает в режиме нульоргана (для чего. все аналоговые клюЧи ЦАП 17 должны быть подсоединены квходному зажиму компенсатора, соеди- .ненному с выходом дополнительногооперационного усилителя 13). При этомна выходе дополнительного операционного усилителя 13 возникает сиГналЧкацап , гдеЦцап - напряжение нацап 11выходе ЦАП 1, а на выходе блока 8 задания масштаба, у которого коэффициент передачи напряжения 3 о источника2 устанавливается равным М, напряжение равноЮ =МОр , При их неравенстве на выходе элемента сравнения индицируется сигнал, который свидетельствует о необходимости регулировкинапряжения Пцоп на выходе ЦАП 1 с помощью эадатчика 4 кода так, чтобы выполнялось равенство.11 цап =М 11 ойз ко 2торого,.следует, чтоцап 1= М 0 оЯа следующем такте коммутатор 12устанавливают в положение ф 11.При этом на вход компенсатора поступает разность напряжений3 Эф 4 ) 12Ьбцоп - п 3 По Оо 11 Ч 4 . З /Якоторая измеряется компенсатором 15,с регулируемым коэффициентом передачи К делителя ЦАП 17, то есть получим1 Э 4 112цо" фоаи в регистрирующем устройстве 18 получим отсчет (с учетом масштаба М=10. , блока задания масштаба, являю-.щегося эквивалентом входного устройства цифрового вольтметра)1 Д 4-) Дг 1 оК М1 2 1)о И в общем 1( ц " 1 п+11 1 2 оЯ Я -Чя Ю1ф 1 огде Цо- внутреннее эталонное .напряжение компенсатора.бб 14 С целью получения информации о соотношении отношений %1/% и ЯЗ/Я 4.переключатель 14 переключается из исходного положения в положение ф 2 ф,соединенное с неинвертирующим, входойдополнительного операционного усили- .теля 13. При этом напряжение на выходе дополнительного операционногоЧ 5 й 4,усилителя 13 МЦ измеряется ком 1 2дэа10вевоатором 15, оойо 1 в Ре 1 2гистрирующем устройстве 18 получимотсчет;15 ЭЛ 4К М -1 2При этом же положении переключателя 14, используя компенсатор в режиме нуль-органа и образцовое отношение с коэффициентом отношения К о, ирегулируя его до равенствао-2получим на образцовом отношении информацию об отношении 71 / Я 2,00 1 2Наличие конечного входного сопротивления у компенсатора практическине искажает результат измерения в отличие от мостовых схем и прототипатак как выходное сопротивление дополнительного операционного усилителя 3513., включенного по схеме преобразова-теля тока в напряжение, имеет малоевыходное сопротивлейие, а выходноесопротивление схемы задания масштабалибо точно известно и может быть учгеено, либо может быть уменьшено включением буферного усилителя.К ЦАП 1 не предъявляются требования линейности и точности, а толькотребование плавности запоминания с 45точностью до шага квантования, чтолегко обеспечить. Напряжение, снимаемое с источника 2, является вспомога-тельной величиной, значение которойне входит в результирующие выражения,а к его стабильности требований не.50предъявляется,формула изобретенияКомпаратор отношений сопротивлений,содержащий регулируемый источник напряжения, выход которого соединен свходными клеммами, коммутатор, двавхода одного из направлений которогосоединены с соответствующими узловыми входными клеммами, а первый выходдругого его направлейия соединен с60входом компенсатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расшире.11 6ния функциональных воэможностей, внего введены,образцовое регулируемоеотношение сопротивлений, эадатчик кода, блок задания масштаба, однопози".ционный переключатель и операционныйусилитель, при этом эадатчик кодасоединен с входом регулируемого источника напряжения, а выход операционного усилителя соединен с первым выходом коммутатора, а вход операционного усилителя соединен со вторым выходом коммутатора, третий вход одного иэ направлений которого соединенс узлом соединения резисторов образцового регулируемого отношения сопротивлений, вход которого подключен квходным клеммам, а выход его соединенс третьим входом коммутатора другого направления, два входа которогосоединены с соответствующими выходными клеммами, причем выход компенсатора соединен с вторым выходом регулируемого источника напряжения и с входом блока задания масштаба, выход которого через однопозиционный переключатель подключен к второму входу компенсатора.2, Компенсатор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем,что регулируемый источник напряжения содержит автономный источник напряжения, выходкоторого соединен с второй выходнойклеммой и через последовательно соединенные основной резистивный делитель напряжения, аналоговый ключ иоперационный усилитель с резисторомв его цепи обратной связи подключенк первой выходной клемме, причемуправляющий вход аналогового ключасоединен с входной клеммой.Ь. Компараторпо п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок задания масштаба содержит резистивный делитель напряжения, выход которогосоединен.с выходной клеммой,а входего через, аналоговый ключ соединен свходной клеммой, причем управляющийвход аналогового ключа соединен с выходом эадатчика масштаба.4, Компаратор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что компенсаторсодержит элемент сравнения, выход которого соединен с входом регистрирующего устройства и с входом цифроаналогового преобразователя, а первыйвход элемента сравнения подключен квходной клемме,.а второй его входсоединен с первьм выходом цифроаналогового преобразователя, второй входкоторого соединен со входной клеммой.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 404028, кл. Ц 01 Я 27/00, 1972,2, Авторское свидетельство СССРУ 4707 б 2, кл 4 01 3 27/00, 1973,6614 11 новрректор Г, НазаРова Р акто М. Т о имова авитель Л. М е . ,Асталош сно аказ 244 1Филиал ППП фПатентфф, г, ужгород, ул. Проект 4 4 Тираж 1089 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035 Москва ЖР