Магазин сопротивлений

(19) (1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯдвтасном свидивъстви щт".г. содержит тель (ОУ) 1, тель (ОУ) 2,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРАЖЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель иэобретения -повышение точности воспроизведениясопротивления путем устранения влияния сопротивления соединительной линии. Иагазин сопротивления содержитоперационные усилители 1 и 2, резисторы 3 и 4, сопротивление которыхравно сопротивлению соединительных Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве кодоуправляемой многозначной меры электрического сопротивления.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения сопротивления путем устранения влияния сопротивления соединительной линии.На фиг.1 представлена структурная схема магазина сопротивления; на Фиг,2 - структурная схема компаратора напряжения.Иагаэин сопротивленияпервый операционный усиливторой операционный усили(51)5 С 01 к 27/00 Н 03 Н 11/ линий, коммутирующие эл-ты 5-10, управляемый делитель 11 напряжения,мультирезистор 12, ЦАП 13, источник14 опорного напряжения, компаратор15 напряжений и блок управления 16,состоящий из КБ-триггера 17, эл-таНЕ 18, г-ра 19 импульсов, эл-та И 20и счетчика 21. Точность магазина сопротивления значительно ограничивается влиянием входных токов и напряжений смещения операционных усилителей 1 и 2, а также сопротивлениемсоединительной линии резистора 3 нарезультат воспроизведения сопротивления. Лля компенсации основных статических погрешностей магазина сопротивления введен режим коррекции погрешности, что позволяет значительноповысить точность воспроизведения сопротивления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. первый 3 и второй 4 резисторы, со- СЛпротивление которых равно сопротивлению соединительных линий, первый 5, файфвторой 6, третий 7, четвертый 8, пя-тый 9, шестой 10 коммутирующие эле- Ьменты, управляемый делитель напряжения (УДН) 11, мультирезистор (МР)12, цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 13, источник опорного напряжения 14 (ИОН), компаратор напряжений15 состоит из первого 24, второго,25оптрона, двухпорогового напряжениякомпаратора (ДКН) 26, первого 27,второго 28, третьего 29, четвертого30 резисторов, элемента ИЛИ 31, пер 5вого 32, второго 33 триггеров.Магазин сопротивления работает следующюю образом.Коммутирующие элементы 5 и 8 замкнуты, коммутирующие элементы 9, 10разомкнуты, коммутирующие элементы 7и 5 находятся в нормально разомкнутомположении, счетчик 21 - в нулевомсостоянии, а выходное напряжение ЦАП13 равно нулю. Ток внешнего источника 1 р, протекая от вывода 22 к выводу 23, создает между ними падение напряжения,Оо о Ц (двк Ко + есм+ 1 ога) двкр Кешк цди есм есмгвкг К вих цап(1)где ц - установленный код УДН 11,1 р - ток от внешнего источника,К - сопротивление мультирезисторра (МР) 12декд вкгЕсм,есМ- входные токи и напряжениясмсмещения ОУ 1 и ОУ 2 соответственно,г - сопротивление соединительнойлинии между выводом 22 и перзым выводом МР 12; Кэю фКвак - выходное сопротивление УДН 11и ЦАП 13 соответственно,Воспроизводимое магазином сопротивление Кц будет равно40о 45 есм 1сМ1овкг вы, 1 дн0см 1 смФ вк арык цдпТаким образом, точность магазина сопротивления значительно ограничивается влиянием входных токов и напря.жений смещения ОУ 1 и ОУ 2, а также 50 сопротивлением соединительной линии резистора 3 на результат воспроизведения сопротивления. Для компенсации статических погрешностей магазина введен резям коррекции погрешности. В режиме коррекции погрешности сигналом "Пуск" размыкаются коммутирующие элементы 5 и 8, замыкаются 9, 10, коммутирующий элемент 7 переключается в нормально замкнутое состояние. На вход КН 11 подается напряжение погрешностиБ = М (1 Р ггд + ест) двхг Квых Мн, +мф мг двхг Квак ввгде г - сопротивление соединительной линии между зажимом 1 и первыми выводами ключей 12, 13. На зтором выходе КН 15 в зависимости от полярнос-.ти напряжения Б относительно вывода 23 устанавливается сигнал логической единицы Ю ) О), или сигнал логического нуля (Пк, с 0), подключая вход ЦАП 13 соответственно к положительному или отрицательному полюсу ИОН 14.Сигнал с первого выхода КН 15 открывает элемент И 20. Импульсы с генератора импульсов 19 поступают на вход счетчика 21. Выходное напряжение ЦАП 13 П возрастает до тех пор пока не выполнится условие.П = и, (4)т.евходное напряжение КН 15 становится равно нулю. Тогда на первом выходе КН 15 устанавливается уровеньлогического нуля, который закрываетэлемент И 20 и устанавливает триггер17 в нулевое состояние. Триггер размыкает коммутирующие элементы 7, 9,10 и замыкает коммутирующие элементы5 и 8, а также устанавливает коммутирующий элемент 7 в нормально разомкнутое состояние, Выходное напряжениемагазина сопротивления будет равноПик" 1 оКо +(дв, Ко + есм +,Фесг вь Чд,к есм есмйдвыхг Квых цдв (5)Заменив П первой частью выражения (3) получим, учитывая, что гГдПцк - 41 оКо +1 Ъд ь Кв (6)Воспроизводимое магазином сопротивление будет равноПцк каКщ ЙК +в - - - -К (7)- Й вТаким образом некомпенсированнойявляется погрешностьнк н 1 Кр,510 можно добиться уменьшения Ь ц до пренебрежимо малой величины. Работа КН15 заключается в следуюцем. При поступлении на вход ЛКН 26 напряжения,превышающего порог срабатывания, наего выходе устанавливается уровень+Е, если входное напряжение положительное, или -Ея, если входное напряжение отрицательное. В первом случае,открывается оптрон 25, а на выходахКН 15 устанавливаются уровни логических единиц, причем состояние второговыхода запоминается в триггере 33. Вдругом случае открывается оптрон 24и устанавливаются на первом выходелогическая единица, а на втором выходе логический нуль, который запоминается в триггере 33. Таким образом, врежиме коррекции погрешности компенсируются основные статические погрешности магазина сопротивления, чтопозволяет значительно повысить точность воспроизведения сопротивления.Поскольку на результат компенсациипогрешности влияют напряжение смещения и входные токи КН 15, то к этимпараметрам предъявляются повышеннь.етребования. Реализовав компаратор 15на основе операционного усилителя сИДИ преобразованием входного сигнала,можно добиться вьсоких метрологических параметров заявляемого устройства. Предлагаемый магазин сопротивления обладает высокой точностью воспроизведения сопротивления; для осуцествления коррекции погрешности нетнеобходимости разрывать измерительнуюцепь, обеспечивает воэможность компенсации сопротивления соединительныхпроводов. Формула изобретения 1. Магазин сопротивления, содержащий первый операционный усилитель, инвертируюций вход которого является первым выводом магазина сопротивления, к неинвертирующему входу подключен соответствуюций вывод питания первого операционного усилителя, первью вывод управляемого делителя наПряжения, второй вывод которого подключен к выходу первого операционного усилителя, третий вывод - к инвертируюцему входу второго операционного усилителя, источник опорного напряжения, положительньп и отрицательный выводы которого подключены соответст 15 20 25 30 35 40 45 50 55 венно к выводу нормально-разомкнутогои выводу норально-замкнутого контактов второго коммутирующего элемента,блок управления, перзьп выход которого подключен к упранляющеу входупервого коммутирующего элемента, второй выход подключен к управляющемувходу цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к выводу переключающего контакта второго коммутирующего элемента, выход питанияцироаналогового преобразователя подключен к выводу источника опорногонапряжения и соответствующему выводупитания второго операционного усилителя и второму входу компаратора напряжения, третий коммутирующий элемент, к управляющему входу которогоподключен третий выход блока управления, к первому входу которого подключен первьп выход компаратора напряжения, к первому входу которого подключен вывод переключающего контактатретьего коммутирующего элемента, дварезистора, мультирезистор, второй вывод которого подключен к первому выводу первого коммутирующего элемента,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности воспроизведения сопротивления, в него введенычетвертый, пятый и шестой коммутрующие элементы, при этом к управляющемувходу четвертого коммутирующего элемента подключен первый выход блокауправления, третий выход которогоподключен к управляющему входу пятого и шестого коммутирующих элементов,первый вывод четвертого коммутирующего элемента подключен к второму выводу мультиреэистора, первый вывод котЬрого подключен к второму выводу,первого резистора, первый вывод которого, первый вывод второго резистораи вывод нормально-разомкнутого контакта третьего коммутирующего элемента подключены к инвертирующеу входупервого операционного усилителя, выход которого подключен к второму выводу первого и первому выводу пятогокоммутирующих элементов, второй выводпоследнего подключен к второму выводу второго резистора и первому выводу шестого коммутирующего элемента,второй вывод которого подключен квторому выводу четвертого коммутирующего элемента и выходу второго опе"рационного усилителя, к неинвертирующеМу входу которого подключен первый1658102 Фиг.1 выход цийроаналогового преобразователя, выврд питания которого подключен к второму выводу нормально-замкнутого контакта третьсго коммутирующего элемента и является вторым выводом магазина сопротивления, управляющими, инФормационными входами которого являются соответственно управляющий вход компаратора и вход, запуска и блока управления, который выполнен в виде последовательно соединенные КБ-триггер, Б-вход которого является входом ,запуска блока управления, и элемент НЕ, выход которого и выход КБ-тригге ра являются соответственно первым и третьим выходами блока управления, последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И, второй вход которого подключен к К-входу КБ-тригге 20 ра и является входом блока управления, и счетчик, выход которого является вторым выходом блока управления.2. Иагазин по и1, отличающ и й .с я тем, что компаратор напряжения содержит двухпороговый компаратор напряжения, входы которого являются первым и вторым входами компаратора напряжения, а выход подключен кпервым входам первого и второго оптронов, к вторым входам которых подключены соответственно первые выводыпервого н второго резисторов, а выход первого оптрона подключен к первому выводу третьего резистора, квторому выводу которого подключенпервый вывод четвертого резистора, кР-входу первого триггера и первомувходу элемента ИЛИ, к второму входукоторого подключен второй вывод четвертого резистора, выход второго оптрона и Б-вход первого триггера, выходкоторого подключен к П-входу второготриггера, С-вход которого явчяетсяуправляющим входом компаратора напряжения, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходэлемента ИЛИ и выход второго триггера.1658102 Г дактор Т.Юагова 424 Подписноемитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент город, ул. Гагарина, 10 роиэв аказ 2432 НИИПИ Госуд Тир венного 113035,стави хред М Л, Тимошинагентал Корректор М.Самборска