SU1509750A1

SU1509750A1 - Method of checking secondary collective standard of electric resistance

Info

Publication number: SU1509750A1
Application number: SU854010418A
Authority: SU
Inventors: Сергей Моисеевич Кальф-Калиф
Original assignee: Предприятие П/Я В-2539
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1989-09-23

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл использовани в органах государственной и ведомственной поверочной службы, а также при точных измерени х на посто нном токе. Цель изобретени - уменьшение трудоемкости и повышение достоверности при контроле в течение времени между двум следующими друг за другом аттестаци ми вторичного группового эталона электрического сопротивлени по первичному эталону, т.е. в течение межповерочного интервала. Это достигаетс путем взаимного сличени мер группы мостовым методом, при котором провод т всего одну операцию - определ ют в данный момент разбаланс основного одинарного равноплечего моста, представл ющего собой основное соединение, выполненное из вспомогательных соединений, в которые скоммутированы кажда из подгрупп мер и состо щие из двух параллельных ветвей по две последовательно соединенные меры сопротивлени . 1 ил.The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in the bodies of the state and departmental calibration service, as well as for accurate measurements at a constant current. The purpose of the invention is to reduce the labor intensity and increase the reliability of control during the time between two successive tests of the secondary group standard of electrical resistance according to the primary standard, i.e. during the intertesting interval. This is achieved by intercomparing the measures of the group with the bridge method, in which only one operation is performed - the imbalance of the main single equal-arm bridge, which is the main connection made of auxiliary connections, into which each of the subgroups of measures are connected, is determined at a given moment. out of two parallel branches, two successively connected resistance measures. 1 il.

Description

-Изобретение относитс к .электро- измерительной технике и предназначено дл использовани в научно-исследовательских институтах, а также в органах государственной и ведомственной поверочной службы при точных измерени х .The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in research institutes, as well as in state and departmental calibration services for accurate measurements.

Цель изобретени - уменьшение трудоемкости и повышение достоверности контрол в течение времени между двум следукщими друг за другом аттестаци ми вторичного группового эталона электрического сопротивлени по первичнонз эталону, т.е., в течение межповерочного интервала.The purpose of the invention is to reduce the labor intensity and increase the reliability of the control during the time between two successive tests of the secondary group standard of electrical resistance according to primary standards, i.e., during the verification interval.

На чертеже показана принципиальна схема реализации способа.The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the method.

На чертеже обозначены четыре подгруппы 1.1-1,4 мер, на которые раздел ют всю группу из шестнадцати мер, состо щие кажда из четырех мер; вспомогательные одинаковые соединени . 2,1-2.4, в которые скоммутированы кажда из подгрупп и состо щие из двух параллельных ветвей по две последовательно соединенные меры; противолежащие узлы 3,1 и 3.2, 3,3 и 3.4, 3.5 и 3,6 вспомогательных соединений, между которыми их эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлениюIn the drawing there are four subgroups 1.1-1.4 measures into which the whole group of sixteen measures are divided, each consisting of four measures; auxiliary identical compounds. 2.1-2.4, in which each of the subgroups is connected and consists of two parallel branches, two successively connected measures; opposite nodes 3.1 and 3.2, 3.3 and 3.4, 3.5 and 3.6 auxiliary connections, between which their equivalent resistance is equal to the nominal resistance

Ч|H |

,- ,,

3150931509

мер группы, например 1000 Ом, противолежащие узлы 4,1 и 4.2, 4,3 и 4,4, 4,5 и 4,6, 4,7 и 4,8, проводники 5,1- 5,6, с помощью которых Вспомогательные соединени коммутируютс в основ кое соединение 6 (при отключенных блоках питани и нуль-индикатора), противолежащие узлы 7,1 и 7,2 основного соединени , между кoтopы и его эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению мер группыi другие противолежащие узлы 8,1 и 8,2 этого же соединени , блок 9 нуль-индикатора , выводы которого соединены с двум подвижными контактами сдвоен- ного п типозиционного переключател 10,- пара неподвижных контактов 11 первой позиции этого же переключател , соединенных каждый с одним из узлов одной из пары противолежащих узлов основного соединени , между которыми его эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению мер группы; блок 12 питани , оба вывода которого соединены с входом переключател 13 пол рности, а оба вывода выхода этого переключател - с другой парой противолежащих узлов основного соединени , между которыми его эквивалентное сопротивление равно также номинальному сопротивлению мер группы; блок 14 дл поочередного до- .уравновешивани .основного и четырехmeasures of the group, for example 1000 Ohms, opposite nodes 4.1 and 4.2, 4.3 and 4.4, 4.5 and 4.6, 4.7 and 4.8, conductors 5.1-5.6, using which auxiliary connections are switched to the main connection 6 (with the power supply and null indicator disconnected), opposite nodes 7.1 and 7.2 of the main connection, between which coters and its equivalent resistance is equal to the nominal resistance of the group and other opposite nodes 8.1 and 8.2 of the same connection, block 9 of a null indicator, the terminals of which are connected to two moving contacts of a double n type switch chute 10, - a pair of fixed contacts 11 of the first position of the same switch, each connected to one of the nodes of one of the pair of opposite nodes of the main junction, between which its equivalent resistance is equal to the nominal resistance of the group measures; power supply unit 12, both terminals of which are connected to the input of polarity switch 13, and both outputs of this switch output to another pair of opposite nodes of the main connection, between which its equivalent resistance is also equal to the nominal resistance of the group measures; block 14 to alternately balance the main and four

вспомогательных одинарных равноплечихauxiliary single equal shoulders

3535

мостов, высокоомньш резистор 15 блока дл определени чувствительности основного одинарного равноплечего моста , один вывод которого подключен к подвижному контакту трехпозиционного Q переключател 16 этого же блока, а вт орой вывод - к одному из проводни- ков, соедин ющему одну из пар соседних вспомогательных соединений, средний неподвижный контакт трехпозицион-. ного перештючател - свободный, а крайние - соединены с одним из противолежащих узлов основного соединени , между которыми его эквивалентное сопротивление равно номинальному сопротивлению мер группы, потенциальные 17,1 и 17,2 и токовые 18,1 и 18,2 выводы с зажимами основного соединени , соединенные с двум другими противолежащими узлами того же сое- i инени , между которыми его эквиваентное сопротивление также равно ноинальному сопротивлению мер группы; ажимы 19-22, соединенные с соответ5bridge resistor 15 to determine the sensitivity of the main single equal-arm bridge, one pin of which is connected to the moving contact of the three-position Q switch 16 of the same block, and the second pin to one of the conductors connecting one of the pairs of adjacent auxiliary connections, average fixed contact three position-. the left strap is free and the outer ones are connected to one of the opposite nodes of the main joint, between which its equivalent resistance is equal to the nominal resistance of the group measures, potential 17.1 and 17.2, and current 18.1 and 18.2 terminals with primary connection clips , connected to two other opposite nodes of the same connection, between which its equivalent resistance is also equal to the resistance of the measures of the group; modes 19-22, connected to 5

20 25 ЗО 20 25 ZO

3535

Q . ствующими узлами основного соединени , неподвижные контакты 23-25 второй , третьей и четвертой позиций сдвоенного п типозиционного переключател , соединенные с парой противолежа-, щих узлов вспомогательных соединений, между которыми их эквивалентные сопротивлени равны номинальному сопротивлению мер группы,Q. by the main nodes of the main connection, fixed contacts 23-25 of the second, third and fourth positions of the double n type switch, connected to a pair of opposing nodes of the auxiliary connections, between which their equivalent resistances are equal to the nominal resistance of the group measures,

Способ характеризуетс следующими операци ми.The method is characterized by the following operations.

Довод т число мер в группе до шестнадцати . Затем дел т группу мер на четыре подгруппы 1 по четыре меры в каждой . После этого меры каждой подгруппы коммутируют во вспомогательные соединени 2 с эквивалентным сопротивлением между противолежащими узлами 3 и между противолежащими узлами 4, равным номинальному сопротивлению мер группы. После этого стро т основное соединение 6 путем подключени вспомогательных соединений 2 друг к другу с помощью проводников 5, Эквивалентное сопротивление основного соединени между противолежащими узлами 7, а также и между противолежащими . узлами 8 равно тоже номинальному сопротивлению мер группы. Далее ввод т в схему сдвоенный п типозиционный переключатель 10, к подвижным контактам которого подключают блок 9 нуль-индикатора , К паре неподвижных контактов 11 -первой позиции этого переключател подсоедин ют противолежащие узлы 7 основного соединени 6, а к парам непо;п;вижных контактов остальных пози ций - противолежащие узлы 4 вспомогательных соединений 2, Далее ввод т в схему блок 12 питани и переключатель 13 пол рности. Блок 12 питани с помощью переключател 13 пол рности подключают к противолежащим узлам 8 основного соединени . Переключатель, пол рности имеет фиксируемую нейтральную (среднюю) позицию, на которой он полностью отключаетс от схемы,Reduces the number of measures in a group to sixteen. Then a group of measures is divided into four subgroups 1 with four measures each. After that, the measures of each subgroup are commuted to auxiliary connections 2 with equivalent resistance between the opposite nodes 3 and between the opposite nodes 4 equal to the nominal resistance of the measures of the group. Thereafter, the main connection 6 is built by connecting the auxiliary connections 2 to each other with the help of conductors 5, the equivalent resistance of the main connection between the opposite nodes 7, as well as between the opposite ones. nodes 8 is also equal to the nominal resistance of the measures of the group. Next, a dual position switch 10 is introduced into the circuit, to the movable contacts of which a null indicator unit 9 is connected, the pair of fixed contacts 11 - the first position of this switch is connected to the opposite nodes 7 of the main connection 6, and to the pairs of non-contact contacts; the remaining positions are the opposite nodes 4 of the auxiliary connections 2; Next, the power supply unit 12 and the polarity switch 13 are introduced into the circuit. The power supply unit 12 is connected via polarity switch 13 to the opposite main connection nodes 8. The switch, polarity, has a fixed neutral (middle) position at which it is completely disconnected from the circuit,

После включени в схему блока 9 нуль-индикатора и блока 12 питани основное соединение образует основной равноплечий мост с составными плечами , в которые преобразователи вспомо- . гательные соединени , в свою очередь преобразованные во вспомогательные равноплечие мосты, каждое плечо кото- pbix вл етс одной из мер группы, аатем включают блок 9 нуль-индикатора . Установив переключатель пол рноети на одну из крайних позиций, подают питание в основной и вспомогательные равноплечие мосты, после чего контролируют чувствительность одного из них, В течение всего периода межповерочного интервала она должна быть неизменна. При этом чувствительность вспомогательных равноплечих мостов всегда вдвое ниже, чем основного равноплечего моста.After the block 9 of the null indicator and the power block 12 are included in the circuit, the main connection forms the main equal-shoulder bridge with composite arms into which the auxiliary transducers are used. the absorbent compounds, in turn transformed into auxiliary equal-arm bridges, each arm of which pbix is one of the measures of the group, then include the block 9 null-indicator. By setting the switch of the network to one of the extreme positions, they supply power to the main and auxiliary equal-arm bridges, after which they control the sensitivity of one of them. During the entire period of the verification interval it should be unchanged. In this case, the sensitivity of auxiliary equal-shoulder bridges is always twice lower than that of the main equal-arm bridge.

Дл контрол чувствительности введен высокоомный резистор 15, сопротивление которого на несколько пор дков выше, чем номинальное сопротивле - ние мер группы, и трехпозиционный переключатель 16, При положении его подвижного контакта на средней позиции высокоомный резистор 15 отключен, а при положении на одной из крайних позиций резистор 15 шунтирует одно из смежных плеч основного равноплечего моста, При отключенном и включенном резисторе 15 с учетом номинальных сопротивлений его и мер группы определ ют чувствительность одного из вспомогательных равноплечих мостов или основного равноплечего мо ста при включении п типозиционного сдвоенного переключател на соответствующую позицию .To control the sensitivity, a high-resistance resistor 15, whose resistance is several orders of magnitude higher than the nominal resistance of the group measures, and a three-position switch 16, are introduced. When its moving contact is in the middle position, the high-resistance resistor 15 is disconnected and at one of the extreme positions the resistor 15 shunts one of the adjacent arms of the main equal-arm bridge. When the resistor 15 is turned off and on, taking into account its nominal resistances and the measures of the group, determine the sensitivity of one of the auxiliary equal-shoulder bridges or the main equal-arm bridge when the n-type dual switch is turned on to the appropriate position.

Переключатель 16 включают на среднюю позицию, Затем включают блок 9 нуль-индикатора на первую позицию (контакт 11) п типозиционного сдвоенного переключател и определ ют предварительно разбаланс основного равноплечего моста. Если при этом окажетс , что показывающий прибор блока 9 нуль-индикатора зашкаливает, то производ т доуравновешивание с помощью блока 14, свободный конец проводника которого может быть подключен к одному из выводов 17 (или 18), При доуравновешивании вспомогательных .. .равноплечих мостов при включении п типозиционного сдвоенного переключател на вторую позицию (контакт 23) свободный вывод проводника .блока 14 подключаетс либо к зажиму 19, либо к зажиму 20, на третью позицию (контакт 24) - к зажимам 19 либо 21, на четвертую позицию (контакт 25) - к зажимам 21 либо 22 и на последнюю - к зажимам 20 или 22, Так как все меры группы четырехзажимные, то число зажимов равно шестидес ти четырем, The switch 16 is turned on to the middle position, Then the block 9 of the null indicator is turned on to the first position (pin 11) of the position dual switch and the unbalance of the main equal-arm bridge is determined beforehand. If it turns out that the indicating device of the null-indicator block 9 is off-scale, then it is re-balanced using block 14, the free end of the conductor of which can be connected to one of the pins 17 (or 18). When re-balancing the auxiliary .. shoulder-arm bridges switching on a type dual switch to the second position (pin 23), the free conductor output of block 14 is connected either to terminal 19 or to terminal 20, to the third position (contact 24) to terminals 19 or 21, to the fourth position (contact 25) - to clamp m 21 or 22 and last - to clips 20 or 22, Since all measures of the group are four-clamp, the number of clips is sixty-four,

Дрейф разбаланса в. относительных , единицах основного равноплечего мос0Drift imbalance in. relative, units of the main equal arm mos0

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

та тождественен с дрейфом разности в тех же единицах между суммарным сопротивлением восьми мер одной пары его несмежных составных плеч и суммарным сопротивлением восьми мер другой пары несмежных составных плеч, Соответственно и дрейф разбаланса лю-. бого вспомогательного равноплечего моста в тех же единицах тождественен с дрейфом разности между суммарным сопротивлением одной пары его несмеж- ных плеч и суммарным сопротивлением другой пары несмежных плеч. Далее при положении сдвоенного п типозиционного переключател 10 на неподвижных контактах 11 включают блок 9 нуль-индикатора и определ ют, величину разбаланса основного равноплечего моста, исключа паразитную термо-ЭДС измерением при двух пол рност х напр жени питани или методом ложного нул , при положении переключател 13 пол рности на средней фиксируемой (холостой ) позиции.it is identical with the difference drift in the same units between the total resistance of eight measures of one pair of its non-adjacent composite arms and the total resistance of eight measures of another pair of non-adjacent composite arms, Accordingly, the unbalance drift is. The same auxiliary equal-bridge bridge in the same units is identical with the drift of the difference between the total resistance of one pair of its non-adjacent arms and the total resistance of the other pair of non-adjacent arms. Further, at the position of the dual n position switch 10 at the fixed contacts 11, the null indicator unit 9 is switched on and the magnitude of the imbalance of the main equal-arm bridge is determined, excluding parasitic thermo-EMF by measuring at two fields of the supply voltage or by using the false zero method 13 polarities on the middle fixed (idle) position.

Повтор измерение разбаланса через определенные интервалы времени, оценивают его дрейф. Если изменение величины разбаланса основного равноплечего моста равно равно q%, то это равносильно изменению на эту же величину только одного из его плеч, В свою очередь, при отключенных блоке 12 питани и блоке 9 нуль-индикатора, а также блоке 14 дл доуравновешива- ни и при положении переключател 16 на средней позиции, когда основной равноплечий мост превращаетс вновь в основное соединение, такое изменение разбаланса эквивалентно изменению суммарного сопротивлени всех мер группы, а значит и эквивалентного сопротивлени ме оду противолежащими узлами всего на (q./4)%. Поэтому это равносильно изменению случайной компоненты погрешности среднего арифметического сопротивлени всей rjpynnH мер также на (q/4)%, В случае необходимости углублени анализа получаемых результатов фиксируют дрейф разбаланса . также и во вспомогательных равноплечих мостах, например, в том частном случае , когда дрейф среднего арифметического сопротивлени всей группы превышает ожидаемые значени , В этом I случае наблюдение за дрейфом разбалан- ;са также и во всех четырех вспомогательных равноплечих мостах позвол етRepeat the measurement of the imbalance at regular intervals, estimate its drift. If the change in the imbalance of the main equal-arm bridge is equal to q%, then this is equivalent to changing only one of its arms by the same amount. In turn, when the power supply unit 12 and the zero indicator unit 9 are turned off, as well as the unit 14 for rebalancing and at the position of the switch 16 in the middle position, when the main equal-shoulder bridge turns back into the main connection, such a change in the imbalance is equivalent to a change in the total resistance of all the measures of the group, and hence the equivalent resistance of lying nodes just by (q./4)%. Therefore, this is equivalent to changing the random component of the error of the arithmetic average of the entire rjpynnH measures also by (q / 4)%. In case of need to deepen the analysis of the obtained results, the unbalance drift is recorded. also in auxiliary equal-shoulder bridges, for example, in the particular case when the drift of the arithmetic mean of the entire group exceeds the expected values, In this case I, the observation of the out-of-balance drift; and also in all four auxiliary equal-shoulder bridges allows

вы снить, кака именно подгруппа мер не в норме.you know that the subgroup of measures is not normal.

При передаче размера единицы сопротивлени f а также при аттестации вторичного группового эталона электрического сопротивлени по первичному эталону должны быть отключены блок 12 питани .переводом переключател 13 пол рности на фиксируемую среднюю по- зицию и блок 9 нуль-индикатора с помощью имеющихс в ней коммутаторов, а также блок 14 дл доуравновешивани и блок дл определени .чувствительности переводом трехпозиционного пере- ключател 16 на среднюю позицию, При этом подключение основного соединени в измерительную схему, с помощью которой будет осуществл тьс передача раз.мера единицы сопротивлени или аттестации, должно осуществл тьс по четырехзажимной схеме с помощью потенциальных и токовых зажимов 18 и 17When transferring the size of the unit of resistance f as well as when certifying the secondary group standard of electrical resistance according to the primary standard, the power supply unit 12 must be disconnected. By switching the polarity switch 13 to the fixed average position and the null indicator unit 9 using the switches in it, and also a block 14 for re-equilibration and a block for determining sensitivity by transferring the three-position switch 16 to the middle position, herewith connecting the main connection to the measuring circuit, using which will be effected the transmission unit raz.mera resistance or certification should be performed by using chetyrehzazhimnoy circuit potential and current clamps 18 and 17

Предлагаемый способ iio сравнению с известным, в котором при наличии в группе шестнадцати мер следовало бы произвести Z40 внутригрупповых сличений , позвол ет ограничитьс всего лишь одной операцией - определением в данный момент разбаланса основного авноплечего моста, т,е, во много раз уменьшаетс трудоемкость и предельно упрощаетс измерительный процесс.The proposed iio method compared with the well-known one, in which if there were sixteen measures in the group, Z40 should have intra-group comparisons, it can be limited to just one operation — the current definition of the imbalance of the main avoplelech bridge, that is, the labor intensity and maximum the measurement process is simplified.

При этом также повьш1аетс и точ-- ность результата, так как отсутствует неизбежное накопление погрешностей при производстве большого числа раст гиваемых во времени сличений, а также: вследствие того, что в данномAt the same time, the accuracy of the result also rises, since there is no inevitable accumulation of errors in the production of a large number of comparisons in time, as well as: due to the fact that in this

способе отсутствует специальный, от- дельньш мост-компаратор, а следовательно , и его инструментальные по-, грешности, так как объект исследова 0 there is no special, separate comparator bridge, and hence its instrumental errors, since the object of study is

5 о 5 o

5five

00

ни - группа мер, одновременно вл етс и средством исследовани , Кроме того, снижаетс и трудоемкость при передаче размера единицы сопротивлени , а также при аттестации по первичному эталону, так как сличаемые с вторичным групповым эталоном электрического сопротивлени меры сравниваютс сразу с его эквивалентным сопротивлением между противолежащими у.злами 8, что равносильно сравнению сразу со средним арифметическим сопротивлением мер всей группы, т.е. путем одного сличени .Neither the measure group is at the same time a means of research. Moreover, the labor intensity of transferring the size of the resistance unit as well as during the certification of the primary standard decreases, since the measures compared to the secondary group standard of electrical resistance are compared with its equivalent resistance between opposing at points 8, which is tantamount to comparison immediately with the arithmetic average of the measures of the whole group, i.e. by one comparison.

Claims

Invention Formula

1, A method of controlling a secondary group reference of electrical resistance, consisting in intercomparison of group measures, characterized in that, in order to reduce labor intensity and increase the reliability of control during the intertesting interval, they form a main four-pin bridge, each arm of which contains an auxiliary four-shoulder bridge , each shoulder of which is formed by one of sixteen measures, makes a preliminary balancing of all bridges, is periodically measured at two fields of supply voltage unbalance values, the arithmetic mean value of all measures resistance determined in proportion to the fourth portion of the amount of unbalance measured,

2, The method according to claim 1, 1 and 2, so that, in order to increase the reliability of the control, the imbalance drift is also measured in auxiliary four-shoulder bridges.