“мост-мультиметр сопротивления

Союз Советскию Социалистическик Республик(22) Заявлено 101078 (21) 2673271/18-21с присоединением заявки Но(51)М. Кл. 6 01 К 17/10 1 Государствеииый комитет СССР ио лелттм изобретений и открытий(54) , МОСТ-МУЛЬТИМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ Изобретение относится к электро= измерительной технике и может быть использовано для измерения и воспроизведения электрического сопротивления положительного и отрицательного значений.Известны универсальные мосты Уитстона для измерения и воспроизведения положительного электросопротивления, содержащие четырехплечую мостовую измерительную цепь, в одно плечо которой включен объект измерения (внешняя цепь), в два других плеча - масштабные мультирезисторы, в четвертое плечо - магазин сопротивления (или проводимости), в одну диагональ этой мостовой цепи включен нуль-орган, в другую диагональ .- источник напряжения.В указанных неавтоматических измерительных мостах роль устройства управления выполняет человек - оператор 1 ).При автоматизации этого устройства взамен оператора и в качестве блока управления может быть использован микропроцессор, один вход которого соединен с выходом нуль-ор. гана, а выходы соответственно связаны с входами каналов управления масштабных и магазинного плеча мостовой цепиОднако при указанном минимумесвязей - каналов управления междуперечисленными блоками количествофункциональных воэможностей этогоустройства ограничено.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей.Поставленная цель достигаетсятем, что в мост-мультиметр сопротивления, содержащий мостовую измерительную цепь, в одно плечо которойвключен объект измерения, в другое 15 плечо - масштабный резистор, в третье плечо - магазин проводимостей,в четвертое плечо - звездообразныймасштабный мультирезистор, нуль-орган, включенный в индикаторную диа гональ мостовой измерительной цепи,источник напряжения, включенный вдиагональ питания мостовой измерительной цепи, Ьлок уттравления, одинвход которого соединен с выходомнуль-органа, а первый.и второй выходы соединены соответственно с входами магазина проводимостей и звездо образного масштабного мультирезистора, введен коммутатор, а пятое плеЗ 0 чо мостовой измерительной цепи обра 847214зовано лучом-резистором звездообраэ. ного масштабного мультирезистора, включенным между зажимом объекта измерения и средним выводом звездообразного масштабного мультирезистора, при этом коммутатор включен параллельно пятому плечу, управляемый вход коммутатора соединен с третьим выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с управляемым входом источника напряжения.На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого моста-мультиметра сопротовления.На этой схеме штрихпунктирнымилиниями показаны каналы управления,между элементами мультиметра сопротивления,Мост-мультиметр сопротивления содержит источник 1 с регулируемымпри помощи канала 2 управления напряжением Е и нуль-орган 3 с выходным каналом 4 управления (один иэвходов блока 9 управления). Источник1 и нуль-орган 3 включены в разныедиагонали мостовой цепи, Объект 5измерения с неизвестным сопротивлением Вх (или внешняя цепь с напряжением Ч) подключаются через входныезажимы в одно плечо измерительнойцепи мультиметра сопротивления.Первый масштабный резистор б с проводимостью С образует второе плечо измерительной цепи моста-мультиметрасопротивления.Звездообразный масштабный мультиреэистор 7 с в лучами-резисторами с сопротивлениямиВ (Р) И+1) цм )(Р )лые числа, А - основание принятой системы счисления, образует еще два противоположных указанному масштабному плечу, остальных масштабных плеча мультиметра, одно из которых с сопротивлением В(Р) входит в состав измерительной цепи при всех возможных применениях мультиметра, другое - с сопротивлениемВф ": АВ"Противоположное объекту измерения (внешний цепи) отсчетное плечо измерительной цепи мультиметра выполнено в виде магазина 8 проводимости с показаниями(3) где х, хэ .х), - показание каждого из всехразрядов шкалы магазина,С проводимостьодной ступени старшего раэряда магазина, 3 Блок 9 управления содержит вход10 для выбора режима работы +Вхвход 11 для выбора режима работй -Вовход 12 для выбора режима работы +Ввход 13 - для установа мантиссых 4,х , ,х значений сопротивления Вх Во при В, вход 14 для установа порядка (Р) масштабного множителя шкалы мультиметра, вход 4 дляввода в блок 9 управления информации от нуль-органа 3.Блок 9 управления содержит такжеканалуправления источником 1 врежимах -Во и +В,; канал 15 управления масштабным мультирезистором 7 15при помощи прямого кода мантиссых хиили дополняющего блока мантиссых ху х = А-хх + х (5)2 О канал 16 управления порядком (Р)масштабных плеч мультиметра, влияю -щих на масштаб шкалы мультиметра,канал 17 управления контактом,исключающим из измерительной цепиэ 5 мультиметра третье масштабное плечо с сопротивлением В(РПятое плечо шунтируется контактами коммутатора 18.Мультиметр реализует следующиетри программы:+В) - воспроизведение положительных сопротивлений.Для реализации программы +В х ксоответствующим входным зажимам подключают объект измерения 5 с измеряемым сопротивлением В, при воэдей 40 ствии на вход 10 блока 9 управления,он включает коммутатор 18, исключает из измерительной цепи мультиметра пятое плечо с сопротивлением В(Р++.)путем его шунтирования, т.е. реализации условияВ = 0 (6)Кроме того, канал 2 управленияотключен от источника 1.Мультиметр сопротивления в результате реализации программы .В., превращается в четырехплечий мост, в момент равновесия которого иэм.ряемое сопротивлениеВ: +В х,хх 0=1 Р) 1+х 1 х хк ВНовые функциональные возможностимультиметра реализуются при включе- фО нии любой из остальных двух программ -В или +Ви.Если йа вход 11 подать программу-Во то коммутатор 18 остается замкнутым, но организован канал управления нуль-орган 3 - блок 9 управЫ = О, (8)При этом падение напряжения наплече - масштабном резисторе б в си.лу (8) равно входному напряжениюмультиметра, т.е. 10.1: 0 = О (9) откуда общий для этого плеча и плеча-магазина проводимостей ток(10)- 0 О При условии (8) падение напряжения на магазине проводимостей9 = .1: ( хЛ, х , х,0 )ю СО (х фх 2хИ 0)- О; (хЛ,х 2х)равно падению напряжения на плече с сопротивлением В(Р), а именно1 В(Р) = О;(хЛ,х х 1,) (12) 20(11) 25 откуда ток мультиметра со стороны соответствующего зажима- О: хл фх ф .,хИ й (Р 1.)(13)Далее, в соответствии с законом Ома, входное сопротивление мультиметра со стороны входных зажимов 30 й х356 Хх, х, й(Р)-х,хх, й (Р)Л 2ИДля реализации мультиметра сопротивления как имитатора отрицательного сопротивления со шкалой (14) 40 достаточно в качестве источника 1 использовать операционный источник питания,Если на вход 12 подать программу +й устройство 9 управления по ка налу 17 дает команду на разьь(какие контактов коммутатора 18, в результате чего по отношение к входным зажимам мультиметр выступает как агрегат меры й(Р "1= А й(Р 70 и имита 50 тор отрицательного сопротивления-хх х, й , (15) образованный последовательным соединением укаэанных меры и имитатора, поэтому имеющий итоговое сопротив- ление Ай(Р)- х, х хи В, р(р)х,ххиф ВБлок 9 управления при реализациипрограммы +й преобразует прямойкод хЛ,хх(, на входе 13 в дополняющиЙ код хл,х 2х 1, на выходе9 ления -ф источник 1 питаниями) в результате восстановления управления в канале 2.После подключения зажимов мультиметра к внешней цепи с напряжением О (при ВР+"1= 0) нуль-орган 3 так управляет источником 1, чтобы сиг 5 нал в индикаторной диагонали моста 15, чтобы результат (16) получился в прямом коде (см,формулу 15),Во всех трех описанных применениях шкалы мультиметра сопротивления отличаются только по знаку, что позволяет калибровать мультиметр известными способами как.мост и затем использовать его без дополнительных подстроек как магазин-имитатор отрицательного и положительного сопротивления со шкалами (14) и (15).Помимо уменьшения затра на метро логическое обслуживание на увеличении эффективности предлагаемого мультиметра сопротивления скажется то, что на компонентах и модулях моста-измерителя сопротивления беэ существенных схемных и конструктивных усложнений получают такие потребительские свойства мультиметра, как возможность применения в качестве широкодиапазонной и многоразрядной меры отрицательного сопротивления (14), так и идентичной по информационной способности меры положительного сопротивления (15).Формула изобретенияИост-мультиметр сопротивления,содержащий мостовую измерительнуюцепь, в одно плечо которой включенобъект измерений, в другое плечомасштабный резистор, в третье плечо - магазин проводимостей, в четвертое плечо - звездообразный масштабный мультиреэистор, нуль-орган,включенный в индикаторную диагональмостовой измерительной цепи, источник напряжения, включенный в диагональ питания мостовой измерительнойцепи, блок управления, один входкоторого соединен с выходом нульоргана, а первый и второй выходысоединены соответственно с входамимагазина проводимостей и звездообразного масштабного мультирезистора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональныхвозможностей, в него введен коммутатор, а пятое плечо мостовой измерительной цепи образовано лучом-резистором звездообразного масштабного мультирезистора, включенным междузажимом объекта измерения и среднимвыводом звездообразного масштабногомультиреэистора, при этом коммутаторвключен параллельно пятому плечу,управляемый вход коммутатора соединен с третьим выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с управляемым входом источника напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шкурин Г.П. Справочник поэлектроизмерительным и радиоизмерительным приборам. М., Военное издательство МО СССР, 19 бО, с. 44/71ВНИИПИ Государспо делам изоб35, Москва, Жоставитель И.Бахтинаехред Т. Маточка КоррЕк ираж 732 Пвенного комитета СССетений и открытийРаушская наб д. 4/1