SU756312A1 - Измеритель девиации сопротивления • .-/···/ ·· 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к областй электроизмерительной техники и может быть использовано для дистанционного цифрового измерения приращения 5 сопротивления постоянному току и для преобразования сигналов с резистивных датчиков, в цифровой вид.

Известен измеритель девиации сопротивления, содержащий интегратор,)θ компаратор и цифровой счетчик [Г].

Недостатком этого устройства является наличие погрешностей, вызванных влиянием сопротивления линий связи, неравенством опорных величин при промежуточном и последующем развертывающем преобразованиях, влиянием остаточных сопротивлений ключей .

Из известных измерителей девиации сопротивления наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является прибор с двойным интегрированием для -измерения отклонения величины сопротивле- 75 ния от заданного значения, содержащий образцовый резистор, источЕ1ик питания, создающий одинаковый ток через измеряемый и образцовый резисторы, ключи и последовательно соединенные

2

интегратор, компаратор, цифровой счетчик. Ключи, управляемые блоком управления, обеспечивают подведение ко входу интегратора напряжения с измеряемого резистора в течение эталонного интервала времени, задаваемого хронирующим блоком, а затем подведение ко входу интегратора направления другой полярности с образцового резистора [2] .

При интегрировании интегратором напряжений с измеряемого и образцового резисторов протекает ток заряда емкости интегратора, причем в первом и во втором циклам измерения этот ток отбирается' с различных токов схемы, записываемой от источника питания, создающего одинаковый ток через измеряемый и образцовый резисторы. В связи с этим возникает методическая погрешность измерения, свя занная с наличием интегрируемого тока. Это является первым недостатком прототипа. Вторым его недостатком является влияние остаточных сопротивлений ключей на результат измерения, так как через открытый ключ протекает интегрируемый ток, который будет изменяться с изменением ос3

756312

та'точных сопротивления ключей. Третьим недостатком является то, что начальный участок интегрирования интегратором является нелинейным. . Четвертым недостатком является его низкое быстродействие, поскольку измерение осуществляется за два цикла. Кроме того, описываемый прибор содержит хронирую? щее устройство, к стабильности которого предъявляются высокие требования, что следует отнести к его недостаткам.

Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и упрощение измерителя девиации сопротивления.

Цель достигается тем, что в измерителе девиации сопротивления, содержащем источник двух равных токов, образцовый резистор, два ключа, последовательно соединенные интегратор и компаратор, к выходу которого подключены управляющие входы ключей и цифровой счетчик, первый выход источника двух равных токов включен между входом интегратора и одним из выводов образцового резистора и через ключ со вторым входом компаратора, второй выход источника двух равных токов включен между входом интегратора и одним зажимом для Подключения измеряемого резистора и через ключ со вторым входом компаратора, а другой вывод образцового резистора соединен с другим зажимом для подключения измеряемого резистора и общей шиной измерителя.

В качестве источника двух равных токов может быть использовано· устройство,которое имеет два гальванически развязанных выхода, причем токи, снимаемые с этих выходов, равны между собой, и их равенство не нарушается при любых значениях сопротивлений, подключенных к каждому из двух выходов..

На чертеже представлена функциональная схема измерителя девиации сопротивления.

Измеритель девиации сопротивления содержит источник 1 двух равных токов, имеющий два выхода, первый 2 и второй 3, интегратор 4, образцовый резистор 5, измеряемый резистор 6, ключи 7 и 8, компаратор 9 и цифровой счетчик 10.

Устройство работает следующим образом.

Через образцовый резистор 5 протекает ток Заснимаемый с выхода 2 источника 1. При этом на образцовом резисторе 5 создается падение напряжения ;

(1)

где - сопротивление образцового

резистора 5.

Через измеряемый резистор б проте• кает ток 3_{2 η} снимаемый с выхода 3 источника 1. При этом на измеряемом резисторе 6 создается падение напряжения :

и₂·κ _х (2)

где Τ?_χ - сопротивление измеряемого резистора б.

На вход интегратора 4 подается ток, равный сумме токов и . Выходное напряжение интегратора 4:

где С - значение емкости интегратора 4 ;

ί - время интегрирования;

11₀ - начальное выходное напряжение интегратора (при £ -0). Линейно-изменяющееся выходное

напряжение И интегратора 4, определяемое выражением (3),подается на вход компаратора 9. Одновременно на его второй вход через открытый ключ 7 подается напряжение И , определяемое выражением (1) с образцового резистора 5. Ключ 8 при этом закрыт.

В некоторый момент времени Т₁ напряжение и достигает напряжения Щ . Следовательно, при и = и₄ , или с

учетом выражений (1) и (3):

· ^(М

В момент времени Тд компаратор 9 срабатывает, цифровой счетчик 10 начинает отсчет временного интервала. Выходное напряжение компаратора 9, управляющее ключами 7 и 8, закрывает . ключ 7 и открывает ключ 8. При этом на первый вход компаратора 9 по-преж.нему подается линейно-изменяющееся напряжение, определяемое выражением (3) с выхода интегратора а на его другой вход через открытый ключ 8 подается напряжение с измеряемого резистора б, определяемое выражением (2) . В некоторый момент времени Т₂ оба'напряжения, подающиеся на входы компаратора 9, становятся равными между собой, т. е. и = 112 или с учетом, выражений (2) и· (3):

ο₉·ρ =2ι222 .т₄п (6)

ί х ¢2 2 О

Компаратор 9 в момент времени Т₂ срабатывает вторично и цифровой счетчик 10 прекращает отсчет временного интервала. Значение временного интервала Т_х , заключенного между двумя срабатываниями компаратора 9, т. е. между моментами времени Т₄ иТу, пропорционально девиации сопротивления . Действительно, учитывая, что токи, снимаемые с выходов 2 и 3, равны между собой, τ. θ·3₁=3₂, из равенств (к) и (5) получим:

Преимуществом предлагаемого уст• ройства является отсутствие методической погрешности, связанной с не5

756312 '6

равенством опорных величин при промежуточном и последующем развертывающем преобразованиях.

Вторым преимуществом предлагаемого устройства является то, что уменьшено влияние линий связи при дистанционном измерении, так как измеряемый резистор включен по трехпроводной схеме.

Третьим преимуществом предлагаемого устройства является отсутствие погрешности, вызванной остаточными сопротивлениями ключей, поскольку через ключи в моменты времени иТ₂ ток не протекает ввиду того, что в эти моменты напряжения на входе и выходе открытого ключа равны между собой.

Кроме того, не оказывает влияния погрешность, вызванная нелинейным начальным участком выходного напряженней интегратора, так как начальное напряжение (при ΐ - 0) интегратора равно к)о , причем должно соблюдаться условие II₀ < I) ₄ . Начальный нелинейный участок выходного напряжения интегратора, расположенный между напряжениями (1₀ и изъявляется нерабочим.

По сравнению с аналогичными приборами, работа которых основана на способе двухшагового интегрирования и с приборами, использующими изменение направления интегрирования в примыкающих циклах, предлагаемое устройство имеет более высокое быстродействие, так как измерение производится за один цикл. >

Предлагаемое устройство проще известных, поскольку не содержит двух отдельных источников опорных величин, необходимых при промежуточном и последующем преобразованиях,

и задатчика эталонного временного интервала.

Эти преимущества позволяют использовать предлагаемое устройство во всех областях промышленности, где

5 требуется производить дистанционное цифровое измерение девиации сопротивления при высокой точности и быстродействии. Предлагаемое устройство технически полностью готово к про^0 №илеиному использованию.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Измеритель девиации сопротивления, содержащий источник двух равных токов, образцовый резистор , два ключа и последовательно соединенные интегратор и компаратор, к выходу которого подключены управляющие входы ключей и

   20 цифровой счетчик, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения, первый выход источника двух равных токов включен между входом интегратора и одним иэ

   25 выводов образцового резистора и через ключ со вторым входом компаратора, второй выход источника двух равных токов включен между входом интегратора и одним зажимом для

   30 подключения измеряемого резистора и через ключ со вторым входом компаратора , а другой вывод образцового резистора соединен с другим зажимом для подключения измеряемого резисто35 ра и общей шиной измерителя.