Цифровой омметр

Изобретение относится к электроизмерительной технике.Известен времяимпульсный цифровойомметр, содержащий источник опорногонапряжения, балластный резистор,интегратор,выполненный в виде операционного усилителя с входным резистором, интегрирующим конденсатором,включенным между его выходом и инвертирующим входом, ключа, включенного параллельно интегрирующему конденсатору, компаратора и цифрового счетно-управляющего устройства 1,Недостатком цифрового омметраявляется низкая точность, обусловленная влиянием на результат измерения параметров времязадающейцепи интегратора и напряжений смещения нулевого уровня компаратораи операционного усилителя интегра,тора.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является цифровой омметр двухтактного интегрирования, содержащий источник опорного 25напряжения с подключенным к нему делителем напряжения, верхнее плечокоторого является балластным резистором, а нижнее - резистором,сопротивление которого измеряется.Первая обкладка интегрирующегоконденсатора соединена с входомкомпаратора и через второй ключ - систочником разрядного тока, втораяобкладка интегрирующего конденса 35тора соединена с общим проводом,выход компаратора подключен к измерителю временных интервалов,преобразующему время в код, и квходу схемы управления, состоящей иэ 40генератора и триггераНедостатком цифрового омметраявляется аддитивная и мультипликативная погрешности, а также нелинейность, связанные с напряжениемсмещения нулевого уровня преобразователя напряжение - ток, что обус"ловливаетего низкую точность.Целью изобретения являетсяповышение точности преобразованияцифрового омметра. Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровой омметр, содержащий источник опорного напряжения,один вывод которого соединен с общей шинойоперациойный усилитель,эталонный реэйстор, один вывод которого соединен с общей шиной,клеммы для подключения измеряемогорезистора, одна из которых соединена с общей шиной, интегрирующийконденсатор, первый вывод которогосоединен с другой клеммой для подключения измеряемого резистора, спервым входом компаратора и с первыми выводами первого и второгоключей, второй вывод интегрирующегоконденсатора соединен с другим выводом эталонного резистора и вторымвходом комнаратора, выход которогосоединен с входом блока счета и управления, управляющие выходы которого соединены с входами управленияпервого и второго ключей, введенытретий и четвертый ключи, первыевыводы которых соединены с вторымвыводом интегрирующего конденсатора,вторые выводы третьего и четвертогоключей соединены с вторыми выводамипервого и второго ключей, вторыевыводы первого и третьего ключейсоединены с инвертирующнм входомоперационного усилителя, выход которого соединен с вторыми выводами второго и четвертого ключей,неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с другим выводом источника опорного напряжения,управляющие выходы блока счета иуправления соединены с входами управления третьего и четвертогоключей.На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового омметра; нафиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу цифрового омметра.Цифровой омметр содержит клеммы для подключения измеряемого резистора 1, эталонный резистор 2,источник 3 опорного напряжения,операционный усилитель 4, интегрирующий конденсатор 5, ключи 6 - 9,компаратор 10, блок 11 счета и управления.Устройство работает следующимобразом,Пусть в момент времени, предшествующий начальному, ключи 6 и 9 замкнуты, на интегрирующем конденсаторе 5 условно отрицательное напряжение, а выход компаратора 10 находится в состоянии логического нуля. В момент прихода сигнала "Пуск" на управляющих выходах блока 11 счета и управления появляются сигналы, инициирующие переключение ключей,3 1 При этом ключи 6 и 9 размыкаются, ключи "7 и 8 замыкаются. Напряжение П йа инвертирующем входе операционного усилителя 4 равноП= Б + Б,(1) где 0 - опорноенапряжение;0 щ- приведенное к входу напряжение смещения нулевогоуровня операционного усилителя.Поэтому в момент переключения через эталонный резистор 2, сопротивление которого равно К-, и интегрирующий конденсатор 5, емкость которого равна С, течет ток 1 с равный0 Поп+ Бсмы ю(2)ф Кэт Кэт интегрирующий конденсатор 5 начинает заряжаться, В момент, когда напряжение на нем становится равным нулю, переключается компаратор 10, на его выходе появляется логическая единица и начинается отсчет интервала времени первого такта интегрирования Т блоком 11 счета и управления.За время первого такта интегрирования Т, напряжение на интегрирующем конденсаторе 5 достигает величины 0с(4) Время полного разряда Интегриру 1 О ющего конденсатора 5 равно Т и фикксируется в момент переключения выхода компаратора 10 из состояния логической единицы в логический нуль.В этот момент на информационном выходе блока 11 счета и управленияпоявляется код ИкТ,Найдем длительность интервала времени Т из условия 200=0Сгде 0 - напряжение на интегрирующем конденсаторе в момент окончания второго такта интегрирования 1 О =0 --- Т= О С 2 сф С- .ф(6) 16529 4ни Т. Во втором такте ток 1 с , разсряжающий интегрирующий конденсатор 5, равен току через измеряемый резистор 1, сопротивление которого равно К, и определяется выражениемВторой такт интегрирования начинается по истечении интервала времени Т, тогда по сигналам от блока 11 счета и управления размыкаются клю-: чи 7, 8, замыкаются ключи 6, 9 и начинается отсчет интервала времеИз выражения (6) видно, что длительность выходного интервала времени Тк не имеет составляющих аддитивной и мультипликативной погрешностей, а также погрешности нелинейности, обусловленных напряжением 4 О смещения нулевого уРовня операционного усилителя, что повышает точность цифрового омметра.Тираж 748 Государственного коми елам изобретений и от осква, Ж, Раушская та СССытийаб., д