SU1427306A1 - Магазин сопротивлений-калибратор напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности. Устр-во содержит повторители напр жени  (ПН) 1 и 2, меру 3 отношени , управл емый мультирезистор 4, источник 5 напр жени , коммутаторы 6 и 7, выполненные на ключах, и выходные шины 8, 9 и 10. При использовании устр-ва в качестве магазина сопротивлений напр жение на его зажимах зависит от тока источника тока, подключенного к шинам 8 и 10, а также от подключенного в зависимости от диапазона воспроизведени  сопротивлени  одного из резисторов управл емого мультирезистора 4 и не зависит от переходного сопротивлени  ключей коммутаторов 6 и 7. Такое подключение резисторов полностью устран ет вли ние переходных сопротивлений ключей, что обеспечивает высокие метролог гческие х-ки устр-ва. При использовании устр- ва в качестве калибратора напр жений напр жение.на шинах 9 и 10 определ етс  значением напр жени  источника 5, подключенного коммутаторами 6 и 7 к выходам ПН 1 и 2, а также кодом, записанным в мере 3, ti не зависит от остаточных параметров ключей. Выходное сопротивление калибратора напр жений определ етс  выходньм сопротивлением ПН 2. 1 11л. сл И to М со о 05 fO

Description

U

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  изготовлени  магазинов сопротивлений - калибраторов напр жени  например, при изготовлении приборов дл  проверки теплотехнических средств измерений, работающих ка с термопреобразовател ми сопротивлени , так и с термоэлектрическими преобразовател ми (термопарами).

Цель изобретени  - повышение точности ,

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройс ва.

Устройство содержит первьп и второй повторители 1 и 2 напр жени , мера 3 отношени , управл емый муль- тирезистор 4, источник 5 напр жени , первый коммутатор 6, выполненный на п ключах 6 , 6,.,,6 второй

7

чах 71 s,7,.. .7 9.и 10

Устройство работает следующим образом .

При использовании устройства в качестве магазина сопротивлени  выходами устройства служат выходные шины 8 и 10, а при использовании устройства в качестве калибратора напр жени  используют выходные шины 9 и 10.

Рассмотрим работу устройства в каждом из указанных режимов.

п f

выходные шины 8,

При использовании устройства в качестве магазина сопротивлени  один из резисторов управл емого мультирезис- тора А (в зависимости от диапазона воспроизведени  сопротивлени ) с помощью первого и второго коммутаторов 6 и 7 подключаетс  соответственно к выходам первого и втотзого повторитеей 1 и 2 напр жени . При этом напр - j можно пренебречь.

Учитыва , что з дл  современных оп лителей составл ет пер, а значение со пор дка 100 Ом (дл ментов на полевых составл ющей

Тогда вьфажение ставить в виде:

жение, возникающее на подключенном резисторе управл емого мультиреэисто- ра Д, с помощью первого повторител  1 напр жени  воспроизводитс  на входах меры 3 отношени . Входное напр жение на выходе меры 3 отношени  с помощью второго повторител  2 напр жени  воспроизводитс  между его выходом и выходной шиной 10, Цепи пита,ни  повторител  напр жений гальванически разв заны. При подключении источника тока к выходным шинам 10 и 8 напр жение , возникающее между ними, определ етс  выражением

0

5

0

«;

где и.

- и

вы. 2

(1)

и

напр жение на вьгх, ;1ньг/. шинах 8 и 10 при прот(.ка- нии тока (, источника тока

эквивалентное сопрот1 .вле- ние ключа второго коиму- татора 7;

напр жение между выходом второго повторител  2 напр жени  и выходной шиной 10.

Напр жение повтор ет гжвивалентное напр жение между выходом и инвертирующим входом второго повторител  2 напр жени , которое определ етс  выражением

быч.г

и

бык. 7

: 1вхГ,-ь (1-/),(2)

Q

5

где

эквивалентное сопротивление ключа первого коммутатора 6

р - коэффициент делени  меры 3 отношени  между общей точкой питани  повторител  напр жени  и выходом; - входной ток первого повторител  1 напр жени . Подставив значение Ug,, из выражени  (2) в (1), получим

и

R;

1„ R,,. m - I

о;Р/

f,

(3)

Учитыва , что значение тока Igx дл  современных операционных усилителей составл ет дес тки пико м- пер, а значение сопротивлени  Г; пор дка 100 Ом (дл  ключевых элементов на полевых транзисторах), то составл ющей в вьфажении (3)

можно пренебречь.

Тогда вьфажение (3) можно представить в виде:

loR,

S/

(4)

Как видно из вьфажени  (4), напр жение на зажимах магазина сопротивлений зависит только от тока источника тока, подключенного резистора управл емого мультирезистора 4 и не зависит от переходного сопротивлени  ключей. Указанное подключение резисторов управл емого мультирезистора 4 в магазине сопротивлеНИИ полностью устран ет вли ние переходных сопротивлений ключей, что обеспечивает пысокис метрологические характеристики последнего.

При использовании устройства в качестве калибратора напр жени  к выходам повторителей 1 и 2 напр жени  с помощью коммутаторов 6 и 7 подключаетс  т сточник 5 напр жени . Аналогично описанному выше напр жение на выходных шинах 9 и 10 опреде л етс  выражением

27306

ройства определ етс  только значением напр жени  источника 5 напр жени ,   также кодом, записанным в r-iepe 3 от- f. ношени , и не зависит от остаточных параметров ключей. Выходное сопротивление калибратора напр жени  опрелс- л етс  выходным сопротивлением второго повторител  2 напр жени . Q Дл  удобства код, пoдaвae nлй в меру 3 отношени , можно дополнительно инвертировать, тогда выражение (8) можно записать в виде

и

bblV.l

-

(5)

где - напр жение на выходных

шинах 9 и 10; вьк ч иэпр жение между выходом

второго повторител  2 напр жений и выходной шиной 10; 1„ - ток нагрузки калибратора

- напр женийi Г; - сопротивление ключа

второго кo fмyтaтopa 7. Абсолютное значение Ug, опре- цел етс  выражением

аы... E,(1-(t) Тцг,.,(6

ex

где Rg - входное сопротивление первого повторител  1 напр жени ;

1 - входной ток первого повторител  1 напр жени ; Г; ,Г| - сопротивлени  ключей первого и второго коммутаторов 6 и 7; р - значение кода, установ-

ленного мерой 3 отношени  Учитыва , что значение RgJ дл  повторителей напр жени , выполненных на современных ОУ, имеет сравнительно большое значение (пор дка дес т- ков мегаОм), а значение тока малое, соответствующими составл ющими выражени  (6) можно пренебречь. Тогда выражение (6) можно записать

и

выи,7

Е/1 -|U) + . (7)

Подставив значение U g из выражени  (7) в (5), получим

и

8ых Е,(1-)+ 1„г,- 1,г,. E,(1-|,j). (8)

Как видно из выражени  (8), напр жение  а вьгходных шинах 9 и 10 уст

и

15ЫХ

Е,

||И

(9)

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Магазин сопротивленго - калибратор напр жени J содержащий первый повторитель напр жени , источник напр жени , первьй коммутатор, отличающийс  Тем, что, с целью повышени  точност,;, в него введены второй повторитель наь р жени , второй коммутатор, мера отношени , управл емьп fyльтиpeзиcтop, при этом первые и второй повторители напр жени  выполнены н  операционных усилител х с искусственной средней точ кои,

   а вход управл емого мультиQ

   с

   5

   0

   5

   резистора соединен с инвертирующим входом первого повторител  напр жени  и  вл етс  первым выходом магаэи- на сопротивлени , мера отношени  включена между неинвертирз ющим входом и выходом первого повторител  напр жени , отвод которой соединен с инвертирующим входом второго повторител  напр жени , неинвертирующий вход которого  вл етс  вторым выходом магазина сопротивлени  и калибрат.ора напр жени , первый и второй коммутаторы выполнены на п-ключах,при этом п-1 выходов управл емого мультире- зистора соединены с п-1 входами первого и второго коммутаторов соответственно , п-е входы первого и второго коммутаторов объединены и  вл ютс  первым выходом калибратора напр жени  и через источник напр жени  подключены к инвертирующему входу первого повторител  напр жени , выходы первого коммутатора объединены и подключены к выхсду первого повторител  напр жени , а выходы второго коммутатора объединены и подключены к выходу второго повторител  напр жени .