Устройство для измерения сопротивления с относительным отсчетом показаний

СОЮЗ СОВЕТСКИ)СОЦИАЛИСТИЧ ЕСКИНАРЕСПУБЛИК 1241129 4 С 01 К 17/1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ Литвин ельство ССС 17/10, 1968 ьство СССР 17/10, 1972(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ С ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ОТСЧЕТОМПОКАЗАНИЙ ОПИСАНИ Н А ВТОРСНОМЮ(57) Изобретение предназначаетсядля проверки и аттестации прецизионных резисторов, мер, магазинов сопротивления, мостов, Выполнения точныхизмерений сопротивления с номинальными значениями, не кратными 10 + К,где К - целое число, на постоянномтоке с применением образцовых мерсопротивления методом замещения отношений. Цель изобретения - поввпаение точности и производительностиизмерений, достигается путем исключения влияния нестабильности резисто1241129 да 31 состоит иэ резисторов 33-42, декада 32 - из резисторов 43-53 Ключи 54-72, переключатели 73, 74 с , контактами 80-83. Для достижения поставленной цели мера отношения выполнена в виде последовательно соединенных секций резисторов одинакового номинала, образующих декады 31 и 32, а в устройство введен второй двухполюсный переключатель 77. 1 ил. Устройство содержит регулируемые плечи отношения .1 и 2 с высокоомными и низкоомными декадами сопротивления, ЗО токовые 3 и 4 и потенциальные 5 - 8 зажимы для подключения измеряемых и образцовых мер. Зажимы 5, 3, 8 и 4 . соединены соответственно с контактами 9 10, 11 и 12 первого двухполюсного переключателя 13 на три положения. Полюс 14 переключателя 13 соеди. нен с контактом 15 полюса 16 и конров и исключения необходимости калибровки каждого резистора меры отношения и плеч отношения магазина.Уст-ройство содержит регулируемые резисторы 1 и 2, зажимы 3-8 для подключения измеряемых и образцовых мер, контакты 9-12, переключатели 13 и 22 сконтактами 14-21, источник питания 23, нуль-индикатор 25, переключатель 26 с контактами 27-29, 24 и30, выходные соединения;декад. ДекаИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для поверки и аттестации прецизионных резисторов, мер, магазинов сопротивления, мостови выполнения других точных. измерений сопротивления с номинальными значениями, не кратными 10- (где К -йМцелое число), на постоянном токе с применением эталонных и образцовых О1 О мер сопротивления методом замещения отношений.Целью изобретения является повышение точно 1:.ти и производительности измерения сопротивления путем исклю чения влияния нестабильности резисторов меры отношения на значение величины отношения и исключения необходимости калибровки каждого резистора меры отношения и плеч отно щения магазина. На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения сопротивления с относительным отсче том показаний. 2тактом 17 полюса 18, а полюс 19 - с контактом 20 полюса 18 и контактом 21 полюса 16 двухполюсного переключателя 22 на два положения. Полюс 16 соединен с положительным, а полюс 18 с отрицательным полюсом источника 23 питания, Выводы плеч отиошения 1 и 2 соединены с зажимами 5 и 8 соответственно, а вершина 24 плеч отношения 1 и 2 соединена с первым выводом нуль-индикатора 25, второй вывод которого соединен с полюсом однополюсного переключателя 26 на три положения. Контакты 27 и 29 переключателя 26 соединены с зажимами 6 и 7 и вершиной 30 декад 31 и 32 меры отношения соответственно, Декады 31 состоит иэ резистивных секций 33-42, а декада 32 - из резистивных секций 43-53, имеющих одинаковое номинальное значение. Каждая пара резистивных секций 33-53 снабжена ключами 54-72, которые соединяют вход одной резистивной секции с выходом другой. Входы секций.33 и 43 соединеныс вершиной 30, а выход каждой секции соединен с неподвижными контактами декадных переключателей 73 и 74. Полюс переключателя 73 соединен с полюсом 75, полюс переключателя 74 - с полюсом 76 второго двухполюсного переключателя 77 на три положения, Контакты 78 и 79 полюса 75 соединены с зажимами 5 и 8, а контакты 80 и 81 полюса 76 - с зажимами 8 и 5 соответственно. Контакты 82 и 83 полюсов 75 н 76 и контакты 84 и 85 полюсов 14 и 19 остаются свободными.12411 Устройство работает следующимобразом. При точных измерениях приближенное значение сопротивления исследуемого резистора известно. В качестве образцовой (эталонной) меры используют меры с номинальным значением, кратным 10 " Ом (где К - целое), а также переходные меры, которые воспроизводят значения кратные 10Ф 2,5 20-, 0,4+10", 9 10 " (где К - целое) . Исходя из этих данных в декадах 31 и 32 меры отношения при помощи переключателей 3 и 74. набирают такое количество резистив 1 ных секций, при котором плечи сравне ния, образуемые декадами 31 и 32, находятся в том же соотношении,что К 5 н +8 Кн 1+ Ки Вя +Кн " ++ К 1 1 Кр (1 +5 р) К (1 +5 )+ "- --+ + К,(1 +6)К,(1 +8) где К. и 3 - номинальное значение1 н фсопротивление от номинального значения каждого резистора;и - число резисторов.Сопротивление резисторов меры отношения нетрудно подогнать с погрешностью 0,003-0,013, тогда, учитывая,о К 1 н К нК,н с погрностью, не йревышающей 110 , можнозаписать,одного плеча сравнения в другое.Снова уравновешивают мостовую схемуи снимают отсчет ф . Систематическиепогрешности, связанные с отклоне нием значения сопротивления резисторов меры отношения от номинального, входят в оба относительных отсче.та с,и мг, но с разным знаком, поэтому при сложении м, и М они исключаются.ся. Систематические погрешности, связанные с отклонением значения сопротивления плеч отношения от номинального, входят в оба отсчета, но с одинаковым знаком, поэтому величина 40 ф+гдает искомую поправку. Отклю 5 2чив переключателем 77 декады 31 и32, подключают исследуемую и образцовую меры (к зажимам 5,6 и 7,8 придвухзажимном подключении и к зажимам 3,5, 6 и 7,8,4 при четырехзажимном подключении). Уравновешивают схему и снимают отсчет к . Действительное значение исследуемой меры приподключении ее к зажимам 5 и 6 получаем из ФормулыЮ,+ фя(, , - -) (3)где К . - номинальное значение измеМНряемого сопротивления 55 и - относительное отклонениесопротивления образцовой(эталонной) меры от номинального значения.(2)Иэ выражения (2) следует, что для параллельного и последовательного соединения резисторов меры отношения свойственно равенство относительных отклонений их общих значений сопротивления от номинальных значений.Используя это свойство, вплечах отношения 1 и 2 устанавливают то же отношение, что и между декадами 31 и 32 меры отношения. При помощи регулируемых отсчетных декад плеча .отношения 1 уравновешивают полученную мостовую схему и снимают относительный отсчет ы, . При помощи ключей 54-72 резистивные секции, включенные в каждой декаде меры отношения, переключают с последовательного соединения на параллельное и переключателем 77 переключают, декады 31 и 32 из 29 4исследуемая и образцовая меры (или максимально близком к нему) . Через переключатель 77 декады 31 и 32 подключают к зажимам 5 и 8, а нуль-ин 4дикатор через переключатель 26 - к вершине 30. Через переключатели 13 и 22 на схему подается питание. Величину напряжения питания выбирают такой, чтобы не превысить допустимой величины мощности, рассеиваемой на исследуемой и образцовой мерах. Если К = К (1+6 ) и К= К н(1 +Яр) общие сопротивления последовательного и параллельного соединения резисторов одинакового номинала, где К , К н - номинальные значения сопротивления а 0 3 - отноэ з У рсительные отклонения от номинального значения, тоПри подключении исследуемой мерык зажимам 7 и 8 - иэ формулыП р и м е р. Измеряют сопротивление с номинальным значением 9000 Ом. Сопротивление резистивных секций меры отношения - 10000 Ом. Переключа О телем 73 включают в декаде 31 100000 м а переключателем 74 в декаде 32 - 90000 Ом (все ключи при этом разомкнуты), Нуль-индикатор подключают к точке 30, декады 31 и 32 - к зажимам 15 5 и 8, в плечах отношения устанавливают отношение 19, производят уравновешивание и снимают отсчет Ж, Замыкают ключи 63-70, осуществляют взаимную перестановку декад меры 20 отношения и снимают отсчет М (отношение 1:9 при этом сохраняется). Отключают меру отношений и подключают к зажимам 7 и 8 исследуемую меру К, а к зажимам 5 и 6 - образцовую 25 меру 1000 Ом. Уравновешивают схему и снимают отсчет сизВ. = 9000 (1 + и -ос+ --- ) О+й 2 30С целью исключения влияния термо-.электродвижущих сил уравновешиваниепроизводят методом ложного нуля придвух направлениях тока питания. Дляизменения направления тока служитпереключатель 22.Иера отношения позволяет получить широкий ряд опорных отношений в диа.пазоне 1 - 1/ 10, например 1/2, 1/4, 1/3,2/94/7..5/11 и т.д. (основной диапазон), и ряд вспомогательных отношений в диапазоне 1/10 - 1/100, например 1/20, 1/30 1/ 121/49 и т.д. Учитывая, что имеющиеся45 в эксплуатации образцовые и эталонные меры могут иметь значения, кратные 10", 2,5 10-", 0,4 10-", 9 10 в диапазоне 1 - 1/10 при помощи данного устройства можно получить ряд отношений, в котором значение одного50 отношения отличается от соседнего не более чем на 27, что позволяет производить измерение мер с любым номинальным значением с СКО на уровне.У10 при исключенных систематических погрешностях.Таким образом, изобретение позволяет исключить влияние нестабильности резисторов меры отношения на значение величины отношения и получить4ряд опорных отношений, свободных от систематической погрешности, исключить необходимость калибровки и в 2,5 раза повысить точность измерений по сравнению с известными устройствами.формула изобретения. Устройство для измерения сопротивления с относительным отсчетом показаний, содержащее первую мостовую цепь, два плеча отношения которой образованы высокоомными и низкоомными декадами сопротивлений, два других плеча в . мерой отношения, вторую мостовую цепь, два плеча отношения которой образованы теми же высокоомными и низкоомными декадами сопротивлений, два других плеча - токовым и двумя потенциальными зажимами для подключения измеряемой и образцовой мер соответственно, первые потенциальные зажимы каждого плеча второй мостовой цепи соединены с первыми неподвижными контактами, а токовые зажимы - с вторыми неподвижными контактами первого двухполюсного переключателя на три положения, полюса которого соединены соответственно с первыми неподвижными контактами двухполюсного переключателя на два, положения, второй неподвижный контакт первого полюса двухполюсного переключателя на два положения соединен с вторым полюсом первого двухполюсно-. го переключателя на три положения, второй неподвижный контакт второго полюса двухполюсного переключателя на два положения соединен с первым полюсом первого двухполюсного переключателя на три положения, а к полюсам двухполюсного переключателя на два положения подсоединены выводы источника питания, вторые потенциальные зажимы каждого плеча второй мостовой цепи соединены соответственно с первыми и вторыми неподвижными контактами однополюсного переключателя на три положения, полюс которого соединен с первым выводом нуль-индикатора, второй вывод которого соединен с вершиной измерительной диагонали обеих мостовых цепей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и произ1241129 Составитель В, СеменчукРедактор А, Лежнина Техред Л.Олейник Корректор С.Черни Подписное Заказ 3482/38 Тираж 728 .ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам,изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4 водительности измерения путем исключения влияния нестабильности резисто. ров меры отношения на значение величины отношения и исключения необ 5 ходимости калибровки каждого резистора меры отношения и плеч отношения, в нем мера отношения выполнена в виде последовательно соединенных секций резисторов одинакового номи- . щ нала, образующих две декады с выводами от каждой секции к контактам декадных переключателей, а в устройство введен второй двухполюсный переключатель на три положения, при этом первый полюс второго двухполюсного переключателя соединен с полюсом декадного переключателя первойдекарты меры отношения, второй полюс - с полюсом декадного переключателя второй декады меры отношения, второй неподвижный контакт первого полюса второго двухполюсного переключателя на три положения соединен с третьим неподвижным контактом второго полюса второго двухполюсного переключателя на три положения и с первым потенциальным зажимом для подключения иэ"меряемой меры второй мостовой цепи,второй неподвижный контакт второгополюса второго двухполюсного переключателя на три положения соединен стретьим неподвижным контактом первого полюса второго двухполюсного пе.реключателя на три положения и с первым потенциальным зажимом для подключения образцовой меры второй мостовой цепи, в каждую пару секцийрезисторов декад введен ключ, одиниз выводов которого соединен с входомодной секции, а другой вывод в , с выходом последующей секции, при этомвершина измерительной диагонали первой мостовой цепи соединена стретьим неподвижным контактомоднополюсного переключателя натри положения.