SU1112286A2 - Digital measuring instrument - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР по авт. св. № 892309, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  сопротивлени  и повьшени  точности измерени  низкоомных сопротивлений, в него введены блок гальванической разв зки, запоминающий повторитель, второй масштабный делитель напр жени , операционный усилитель, образцовый низкоомный резистор и входные токовые клеммы, причем выходы источника опорного напр жени  подключены к входам второго масштабного делител  напр жени  через последовательно соединенные блок гальванической разв зки и запоминающий повторитель, первый выход второго масштабного делител  напр жени  через потенциальные выводы образцового ннзкоомного резистора, подключен к первому входу операционного усилител , а второй выход - к второму входу операционного усилител , общий вывод которого через токовые выводы образцо (Л вого низкоомного резистора подключен к первой входной токовой клемме, а с выход операционного усилител  подключен к второй входной токовой клемме.DIGITAL MEASURING DEVICE for auth. St. No. 892309, characterized in that, in order to expand the measurement range of the resistance and increase the accuracy of the measurement of low-resistance resistances, a galvanic isolation unit, a memory repeater, a second large-scale voltage divider, an operational amplifier, an exemplary low-resistance resistor and input current terminals, the outputs of the source of the reference voltage are connected to the inputs of the second large-scale voltage divider through the series-connected galvanic isolation unit and the storage follower, The output of the second large-scale voltage divider is connected to the first input of the operational amplifier through potential leads of an exemplary high-voltage resistor, and the second output to the second input of an operational amplifier, the common output of which is through the current terminals of the sample (Left low-resistance resistor connected to the first input current terminal, and with the output of the operational amplifier is connected to the second input current terminal.

Description

Изобретение относитс  к электроиз epитeльнoй технике и может быть использовано в цифровых омметрах и цифровых комбинированных приборах.The invention relates to electrical epithelial technique and can be used in digital ohmmeters and digital combination devices.

По основному авт. св. № 892309 известен цифровой измерительный прибор , содержащий цифроаналоговый преобразователь, предусилитель с включенным в цепь обратной св зи масштабным усилителем, ключи, опорный источник напр жени , соединенны с цифроаналоговым преобразователем, последовательно соединенные интегратор и компаратор, выход которого соединен с входом схемы управлени , другой вход которой подключен к генератору тактовых импульсов, выходы ее соединены с входами схем совпадени , к другим входам которых подключен выход генератора выcoкoчacтo ных импульсов, а выходы схем совпадени  соединены с счетчиком, подключенным к цифроаналоговому преобразователю и отсчетному устройству, дополнительный делитель, запоминающее устройство, образцовый резистор и переключатель рода работ. Причем выход предусилител  соединен с входом дополнительного делител  и одним и-з входов запоминающего устройства , выход делител  соединен через первый ключ с другим входом запоминающего устройства, к которому через второй ключ подключен один из входов цифроаналогового преобразовател , два других выхода которого соединены с входами запоминающего устройства, выход которого соединен с -входом интегратора, образцовый резистор соединен одним из выводов с опорным источником напр жени , другим - с входом первого направлени  переключател  рода работ, выход которого, соответствующий положению R , подключен одной из входных клемм к входу предусилител , а друга  входна  клемма подключена к входу второго направлени  переключател  рода работ, выход которого, соответствующий положению R , подключен к выходу предусилител , а выход переключател , соответствующий положению и - к выходу масштабного делител . Причем запоминающееAccording to the main author. St. No. 892309 a digital measuring device is known, which contains a digital-to-analog converter, a preamplifier with a large-scale amplifier included in the feedback circuit, keys, a reference voltage source connected to a digital-analog converter, a serially connected integrator and a comparator whose output is connected to the input of the control circuit, another input which is connected to the clock pulse generator, its outputs are connected to the inputs of the coincidence circuits, to the other inputs of which the output pulse generator is connected, and the outputs of the coincidence circuits are connected to a counter connected to a digital-to-analog converter and a reading device, an additional divider, a memory device, an exemplary resistor, and a type of work switch. Moreover, the output of the preamplifier is connected to the input of an additional divider and one of the i-z inputs of the storage device, the output of the divider is connected via the first key to another input of the storage device, to which one of the inputs of the digital-to-analog converter is connected via the second key, the other two outputs are connected to the inputs of the storage device , the output of which is connected to the integrator input, the reference resistor is connected by one of the leads to the reference voltage source, the other to the input of the first direction of the switch type of work, the output of which corresponds to the position R, is connected to one of the input terminals to the input of the preamplifier, and the other input terminal is connected to the input of the second direction of the switch of the type of work, the output of which corresponds to the position R, is connected to the output of the preamplifier, and the output of the switch corresponding to the position and - to the output of the scale divider. And memorable

устройство состоит из мостового коммутатора , конденсатора Пам ти и усилител  , конденсатор пам ти подключен в диагональ мостового коммутатора.The device consists of a bridge switch, a memory capacitor and an amplifier; a memory capacitor is connected to the diagonal of the bridge switch.

 вл ющуюс  входом мостового коммутатора и входом запоминающего устройства , выход мостового коммутатора соединен с входом усилител  и  вл етс  другим входом запоминающего устройства, а выход усилител   вл етс  выходом запоминающего устройства 1J.the input of the bridge switch and the memory input, the output of the bridge switch is connected to the input of the amplifier and is another input of the memory, and the output of the amplifier is the output of memory 1J.

Недостатками известного измери10 тельного прибора  вл ютс  невысока  точнойть измерени  низкоомных сопротивлений и ограниченньй диапазон измерени  сопротивлений в низкоомной области, обусловленное ограни15 чени ми по величине рассеиваемой мощности на образцовом резисторе и вли нием соединительных проводников образцового и измер емого резисторов .The disadvantages of the known measuring device are the low measurement accuracy of low-resistance and the limited measurement range of resistance in the low-resistance region due to limitations on the power dissipation on the sample resistor and the influence of the connecting conductors of the sample and measured resistors.

2020

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерени  сопротивлени , а также повышение точности измерени  низкоомных сопротивлений .The aim of the invention is to expand the measurement range of the resistance, as well as to improve the measurement accuracy of the low-resistance resistances.

2525

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измерительный прибор введены блок гальванической разв зки, запоминающий повторитель, второй масштабный делитель напр же0 ни , операционный усилитель, образцовый низкоомный резистор и входные токовые клеммы, причем выходы источника опорного напр жени  подключены к входам второго масштабного дели5 тел  напр жени  через последовательно соединенные блок гальванической разв зки и запоминающий повторитель, первый выход второго масштабного делител  напр жени  через потенциаль0 ные выводы образцового низкоомного резистора подключен к первому входу операционного усилител , а второй выход - к второму входу операционного усилител , общий вывод кото5 рого через токовые выводы образцового низкоомного резистора подключен к первой входной токовой клемме, выход операционного усилител  подключен к второй входной токовой The goal is achieved by introducing a galvanic isolation unit, a storage repeater, a second large-scale voltage divider, an operational amplifier, an exemplary low-resistance resistor, and input current terminals into a digital measuring device, and the outputs of the voltage source are connected to the inputs of the second large-scale 5 body voltage through serially connected galvanic isolation unit and memory repeater, the first output of the second large-scale voltage divider through the potential of the output The sample low-impedance resistor is connected to the first input of the operational amplifier, and the second output to the second input of the operational amplifier, the common output of which through the current outputs of the sample low-resistance resistor is connected to the first input current terminal, the output of the operational amplifier is connected to the second input current

0 клемме.0 cleat.

На чертеже изображена блок-схема цифрового измерительного прибора.The drawing shows a block diagram of a digital measuring device.

Цифровой измерительны прибор содержит входные клеммы 1 и 2, 1зход5 на  клемма 1 соединена с п.чодом предусилител  3, выход которого соединен с масштабным делителем 4, дополнительным делителем 5 и -ппоми3 нающим устройством 6, состо щим из мостового коммутатора 7-10., в одну диагональ которого включены конденсатор 11 пам ти и усилитель 12, вхо ды запоминающего устройства 6 соеди нены с цифроаналоговым преобразователем 13 и ключами 14 и 15, цифро аналоговый преобразователь 13 соеди нен с источником 16 опорного напр жени  и через образцовьп резистор 17 - с переключателем 18 рода работ выход интегратора 19 соединен через компаратор 20 со схемой 21 управлен соединенной с генератором 22 тактовых импульсов и первыми входами схем 23 и 24 совпадени , вторью входы которых соединены с выходом генератора 25 высокочастотных импульсов , выходы схем совпадени  сое динены со счетчиком 26, подключенным к отсчетному устройству 27, выходы источника 16 опорного напр жени  через последовательно соединенные блок 28 гальванической разв зки и запоминающий повторитель 29 подключены к входам второго масштабног делител  30 напр жени , второй выход которого подключен к второму входу операционного усилител  31, а первый выход - к первому входу on рационного усилител  31 через потен циальные выводы образцового низкоомного резистора 32 (RQ), через токовые выводы которого общий вывод операционного усилител  31 подключен к первой входной токовой клемме 33, выход операционного усилител  31 подключен к второй входной то ковой клемме 34. Измер емый низкоомный резистор 3 ( Я) подключаетс  токовыми выводами к входным токовым клеммам 33 и 34, а потенциальными выводами - к входным клеммам 1 и 2. Блок 28 гальванической разв зки может быть выполнен на конденсаторе подключенном посредством первой пар ключей к входам, а посредством второй пары ключей - к выходам блока. Запоминающий повторитель 29 може быть выполнен на усилителе, между первым входом и выходом которого подключен конденсатор, обкладки конденсатора подключены к входам а второй вход и выход усилител  подключены к выходам повторител . В работе известного цифрового из меритель} огп прибора при измерении 8в4 напр жений показани  прибора определ ютс  формулой где U,( - напр жение на выходе предусилител  J 0 напр жение опорного источника . При измерении низкоомных сопротивлений измер емый низкоомный резистор 35 включаетс  так, как показано на чертеже, переключатель 18 рода работ включаетс  в положение U . Блок 23 гальванической разв зки за счет периодической коммутации вход щих в него ключей осуществл ет перенос ЭДС UQ источника 16 опорного напр жени  на входы запоминающего повторител  29, с выходов которого напр жение L)Q поступает на входы второго масштабного делител  30 напр жени , формирующего на выходе напр жение и, где- k, - коэффициент передачи делител  30. При достаточно большом коэффициенте усилени  операционного усилител  31, пренебрежимо малых смещени х его нул  по напр жению и току за счет действи  обратной св зи в образцовом низкоомном резисторе 32 и измер емом низкоомном резисторе 35 устанавливаетс  ток 3 , при котором напр жение на низкоомном образцовом резисторе 32 будет равно напр жению на выходе второго масштабного делител  30 напр жени  .. UoV:, Напр жение на измер емом низкоомном резисторе R Ux f xПри выборе коэффициента делени  (Второго масштабного делител  30 напр жени  V, равного коэффициенту делени  масштабного делител  4 напр жени  Кп, достаточно больиюм коэффициенте усилени  предусилител  3, пренебрежимо малых смещени х его нул  напр жение на выходе предусилител  определ етс  соотношением Lix, Uo-k, ., - -ТГ1Г7- й7- - П .одставл   значение U из формулы (2) в формулу (1), получим Таким образом, при измерении низ коомных сопротивлений показание при бора определ етс  отношением измер емого сопротивлени  к образцовому и не зависит от величины опорного напр жени . В данном приборе образцовый низкоомный резистор и измер емое низкоомное сопротивление включены по четырехзажимным схемам, причем их п тенциальные выводы включены последова .тельно с входами операционного 66 усилител  31 и предусилител  3 и не обтекаютс  токами, что исключает вносимые соединительными проводниками погрешности. Кроме того, за счет уменьшени  падени  напр жени  на образцовом низкоомном резисторе 32, по сравнению с падением напр жени  на образцовом резисторе 17, в К раз снижена рассеиваема  на образцовом низкоойном резисторе 32 мощность, что позвол ет соответственно в К раз увеличить ток 3 , протекающий по измер емому сопротивлению, и, в конечном итоге, расширить.диапазон измерени  низкоомных сопротивлений, а также повысить точность их измерени .The digital measuring device contains input terminals 1 and 2, 1 inlet 5 on terminal 1 is connected to the preamplifier pitch 3, the output of which is connected to a large-scale divider 4, an additional divider 5 and a connecting device 6 consisting of a bridge switch 7-10. In one diagonal of which are included a memory capacitor 11 and an amplifier 12, the inputs of the storage device 6 are connected to the digital-to-analog converter 13 and the keys 14 and 15, the digital-to-analog converter 13 is connected to the source 16 of the reference voltage and through a sample resistor 17 - By the switch 18, the work output of the integrator 19 is connected via a comparator 20 to a control circuit 21 connected to a clock pulse generator 22 and the first inputs of matching circuits 23 and 24, the second inputs of which are connected to the high-frequency pulse generator output 25, the outputs of the coincidence circuit 26, connected to the reading device 27, the outputs of the source 16 of the reference voltage through serially connected block 28 galvanic isolation and the storage follower 29 are connected to the inputs of the second large-scale divide 30 voltage, the second output of which is connected to the second input of the operational amplifier 31, and the first output - to the first input of the operational amplifier 31 through the potential outputs of the exemplary low-resistance resistor 32 (RQ), through the current outputs of which the common output of the operational amplifier 31 is connected to the first the input current terminal 33, the output of the operational amplifier 31 is connected to the second input current terminal 34. The measured low-resistance resistor 3 (I) is connected by current terminals to the input current terminals 33 and 34, and the potential terminals to the input terminals 1 and 2. The galvanic isolation unit 28 can be performed on a capacitor connected to the inputs by means of the first key pair, and to the block outputs by a second key pair. The memory repeater 29 can be performed on the amplifier, between the first input and the output of which a capacitor is connected, the capacitor plates are connected to the inputs and the second input and output of the amplifier are connected to the repeater outputs. In the known digital measuring device, when measuring 8v4 voltages, the instrument readings are determined by the formula where U, (is the output voltage of the preamplifier J0 the voltage of the reference source. When measuring low-resistance, the measured low-resistance resistor 35 turns on as shown in the drawing, the switch of operation type 18 is included in the U position. The galvanic isolation unit 23, by periodically switching its keys, transfers the emf UQ of the source 16 of the reference voltage to the inputs of the memory Otortor 29, from the outputs of which the voltage L) Q is fed to the inputs of the second large-scale voltage divider 30, which forms a voltage at the output and, where k, is the transmission coefficient of the divider 30. With a sufficiently large gain of the operational amplifier 31, negligible bias its zero for voltage and current due to the feedback in the exemplary low-resistance resistor 32 and the measured low-resistance resistor 35 sets a current 3 at which the voltage on the low-resistance exemplary resistor 32 is equal to the output voltage e of the second scale divider 30 voltage .. UoV :, Voltage on the measured low-resistance resistor R Ux f x When selecting the division factor (Second scale divider 30 voltage V, equal to the division factor of the scale divider 4 Kp voltage, sufficiently large gain factor preamplifier 3, negligibly small displacements; its zero voltage at the output of the preamplifier is determined by the relation Lix, Uo-k,., - -TG1G7-nd7- - P. I inserted the value U from formula (2) into formula (1), we obtain when measuring low-impedance resistances Kazan when boron is determined by the ratio of the measured resistance to model and does not depend on the magnitude of the reference voltage. In this device, an exemplary low-impedance resistor and a measured low-impedance resistance are connected via four-clamping circuits, and their potential outputs are connected in series with the inputs of the operational 66 amplifier 31 and preamplifier 3 and are not flowed by currents, which eliminates errors introduced by the connecting conductors. In addition, by reducing the voltage drop across the exemplary low-resistance resistor 32, compared with the voltage drop across the reference resistor 17, the power dissipated by the exemplary low-resistance resistor 32 is reduced by a factor K, respectively, which increases current by measuring the resistance, and, ultimately, expanding the measurement range of low-resistance resistances, as well as improving their measurement accuracy.

Claims (1)

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР по авт. св. № 892309, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения сопротивления и повышения точности измерения низкоомных сопротивлений, в него введены блок гальванической развязки, запоминающий повторитель, второй масштабный делитель напряже- ния, операционный усилитель, образцовый низкоомный резистор и входные токовые клеммы, причем выходы источника опорного напряжения подключены к входам второго масштабного делителя напряжения через последовательно соединенные блок гальванической развязки и запоминающий повторитель, первый выход второго масштабного делителя напряжения через потенциальные выводы образцового низкоомного резистора подключен к первому входу операционного усилителя, а второй выход - к второму входу операционного усилителя, общий вывод которого через токовые выводы образцового низкоомного резистора подключен к первой входной токовой клемме, а выход операционного усилителя подключен к второй входной токовой клемме.DIGITAL MEASURING INSTRUMENT by ed. St. No. 892309, characterized in that, in order to expand the measurement range of the resistance and improve the accuracy of low-resistance measurements, a galvanic isolation unit, a memory follower, a second large-scale voltage divider, an operational amplifier, an exemplary low-resistance resistor and input current terminals are introduced into it the outputs of the reference voltage source are connected to the inputs of the second large-scale voltage divider through a series-connected galvanic isolation unit and a memory repeater, the first the output of the second large-scale voltage divider through the potential terminals of the exemplary low-impedance resistor is connected to the first input of the operational amplifier, and the second output is connected to the second input of the operational amplifier, the general output of which is connected to the first input current terminal through the current outputs of the exemplary low-resistance resistor, and the output of the operational amplifier is connected to second input current terminal. SU .... 1112286 >SU .... 1112286> II