Компенсаційний спосіб вимірювання електричного опору

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) КОМПЕНСАЦІЙНИЙ СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ОПОРУ 1 (21)20040807085 (22) 26.08.2004 (24)15.06.2005 (46) 15.06.2005, Бюл. № 6, 2005 р. (72) Занічковська Любов Володимирівна, Занічковська Мирослава Михайлівна (73) Львівська національна академія ветеринарної* медицини ім С. 3. Гжицького (57) Компенсаційний спосіб вимірювання електричного опору шляхом послідовного увімкнення зразкового і вимірюваного опорів, здійснення вимірювань і розрахунків, який відрізняється тим, що послідовне увімкнення зразкового і вимірюваного опорів живлять від стабілізованого джерела, вимірюють спад напруги на зразковому опорі, а значення вимірюваного опору підраховують за відомими параметрами вимірювального кола і виміряного компенсатором спаду напруги на зразковому опорі. Корисна модель відноситься до галузі метрології і вимірювальної техніки, а само до способів вимірювання електричних опорів з високою точністю і може бути використаний в метрологічних лабораторіях Держстандарту України, в лабораторіях Комітету мір І вимірювальних приладів, в метрологічних лабораторіях науководослідних і виробничих установ з різними формами власності. Відомий компенсаційний спосіб вимірювання електричного опору Основи метрології та вимірювальної техніки. Підручник для вузів в двох томах / М.Дорожовець, В.Мотало, Б Стадник, В.Василюк, Р.Борек, А.Ковальчик. За ред. д-ра техн. наук Б.Стадника. - Львів: Вид-во нац. університету "Львівська політехніка, 2004, т. І, Основи метрології. 524 о.; Основи метрології' та вимірювальної техніки. Підручник для вузів в двох томах / М.Дорожовець, В.Мотало, Б.Стадник, В,Василюк, Р.Борек, А.Ковальчик. За род. д-ра техн.наук Б.Стадника. -Львів: Вид-во Нац. університету "Львівська політехніка", 2004, т. 2. Вимірювальна техніка, 656 с ] шляхом послідовного увімкнення зразкового RH і вимірюваного /досліджуваного/ Rx опорів і, за допомогою перемикання, почергового вимірювання і порівняння спадів напруг на зразковому U H і вимірюваному U x опорах. А вимірюваний опір Rx підраховують за формулою: и Недоліком відомого способу є відносно велика тривалість здійснення вимірювань, оскільки існує необхідність у проведенні двох вимірювань і наступної перевірки незмінності спаду напруги на зразковому опорі. Недоліком є можливість впливу коливань струму у вимірювальному колі на результат вимірювання. Крім того, коли при перевірці незмінності спаду напруги на зразковому опорі виявиться, що цей спад напруги змінився, вимірювання треба проводити спочатку. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого способу є класичний компенсаційний спосіб вимірювання опорів [Попов B.C. Электрические измерения и приборы. Госэнергоиздат. - Судпромгиз, М." Л. 1958, с. 173-174], шляхом послідовного увімкнення зразкового RK І вимірюваного Rx опорів і, за допомогою перемикання, почергового вимірювання і порівняння опадів напруг на зразковому UH і вимірюваному и х опорах. А вимірюваний опір Rx підраховують за формулою: R X = R H ^ и н (2) Однак відомий компенсаційний спосіб має недоліки: - необхідність проведення двох вимірювань; - необхідність перевірки /після проведення двох вимірювані незмінності спаду напруги на зразковому опорі; CM В основу корисної' моделі поставлено завдання створити відносно швидкий і ефективний спосіб вимірювання електричного опору шляхом проведення лише одного вимірювання, вільного від впливу коливань струму у вимірювальному колі на результат вимірювання. Технічний результат досягають тим, що послідовне увімкнення зразкового і вимірюваного опорів живлять від стабілізованого джерела, вимірюють спад напруги на зразковому опорі, а значення вимірюваного опору підраховують за відомими параметрами вимірювального кола і виміряного компенсатором спаду напруги на зразковому опорі. При проведенні патентного пошуку заявником знайдено технічне рішення [Попов B.C. Электрические измерения и приборы. Госэнэргоиздат. Судпромгиз, М.- П., 1956, б. 173-174] , яке містить найбільшу кількість суттєвих ознак, спільних з заявленим способом /шляхом послідовного увімкнення зразкового і вимірюваного опорів, здійснення вимірювань і підрахунків/. Однак наявність зазначених, спільних з прототипом ознак, недостатня для отримання технічного результату, який забезпечує заявлений спосіб. Технічних рішень, які б за сукупністю ознак співпадали з заявленим способом - не виявлено. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого технічного рішення критерію "новизна". В патентній і науково-технічній літературі не виявлено технічних рішень, в яких були б описані відомості про ознаки, що відрізняють заявлений компенсаційний спосіб від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату: послідовне увімкнення зразкового і вимірюваного опорів живлять від стабілізованого джерела, вимірюють спад напруги на зразковому опорі, а значення вимірюваного опору підраховують за відомими параметрами вимірювального кола і виміряного компенсаторам спаду напруги на зразковому опорі. Отже заявлене технічне рішення не випливає явним чином з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію "винахідницький рівень". Заявлений компенсаційний спосіб відноситься до галузі метрології і вимірювальної техніки, а саме до способів вимірювання електричних опорів з високою точністю і може бути використаний в метрологічних лабораторіях Держстандарту України, в лабораторіях Комітету мір і вимірювальних приладів, в метрологічних лабораторіях науководослідних І виробничих установ з різними формами власності. А тому відповідає критерію корисної моделі "промислова придатність". Таким чином заявлене технічне рішення є новим, промислово придатним, має винахідницький лення, т в н - внутрішній опір джерела живлення, Rx - вимірюваний опір, RH - зразковий опір, 2 - гальванометр, 3 - компенсатор постійного струму, який /спрощено/ складається з опору компенсатора Rk, який живиться від джерела Ец , увімкненого через регулювальний опір. Послідовно зі стабілізованим джерелом живлення 1 з параметрами Е і т в н , увімкнено резистор Rx , опір якого підлягає вимірюванню, і зразковий опір RH. Зразковий опір RH під'єднаний через гальванометр 2 до компенсатора постійного струму 3. Вимірюють значення опору RH з допомогою гальванометра 2 і компенсатора постійного струму 3. При вимірюванні спаду напруги на зразковому опорі RH ШЛЯХОМ переміщення движка реохорда компенсатора Rk добиваються нульового показу гальванометра 2. В момент нульового показу гальванометра 2, спад напруги на RH і спад напруги на Rk рівні, отже маємо значення спаду напруги на зразковому опорі UH рівне виміряному компенсатором 3 спаду напруги Uk. Поскільки UH =Uk, то струм Ін, який протікає через зразковий опір RH і струм І х , який протікає через вимірюваний опір Rx, рівні. При цьому вимірюваний опір Ux Е-І х (т в н + RH) _ Е D R (3) їх а струм (4) ! і1 ч 1 1——І і І 1 1 Отже R -т (5) Ефективність запропонованого нами способу визначалась в лабораторних умовах кафедри електричних вимірювань Національного університету "Львівська політехніка". На проведення вимірювань електричного опору класичним методом по компенсаційному способі /прототип/ затрати часу становлять ЗО хв., а на проведення вимірювань згідно з запропонованим способом 12,5 хв. Крім того, коли у відомому способі при перевірці незмінності спаду напруги на відомому опорі було б одержано негативний результат, тобто коли за час вимірювань значення струму в колі змінилося, вимірювання слід проводити спочатку. Запропонований спосіб не вимагає цієї перевірки, бо здійснюють лише одне вимірювання. Таким чином запропонований спосіб дає можливість знайти значення вимірюваного опору шляхом здійснення лише одного вимірювання, без і незмінності спаду няппуги ня л Комп'ютерна верстка М. Клюкін 7126 ХІДНОСТІ перевірки незмінності спаду напруги на зразковому опорі, отримання результату вільного від впливу коливань струму у вимірювальному колі на результат вимірювання В основу корисної моделі поставлено завдання створити відносно швидкий і ефективний спосіб вимірювання електричного опору шляхом проведення лише одного вимірювання, вільного від впливу коливань струму у вимірювальному колі на результат вимірювання Технічний результат досягають тим, що послідовне увімкнення зразкового і вимірюваного опорів живлять від стабілізованого джерела, вимірюють спад напруги на зразковому опорі, а значення вимірюваного опору підраховують за відомими параметрами вимірювального кола і виміряного компенсатором спаду напруги на зразковому опорі При проведенні патентного пошуку заявником знайдено технічне рішення [Попов В С Электрические измерения и приборы Госэнэргоиздат Судпромгиз, М - Л , 1956, б 173-174] , яке містить найбільшу КІЛЬКІСТЬ суттєвих ознак, спільних з заявленим способом /шляхом послідовного увімкнення зразкового і вимірюваного опорів, здійснення вимірювань і підрахунків/ Однак наявність зазначених, спільних з прототипом ознак, недостатня для отримання технічного результату, який забезпечує заявлений спосіб Технічних рішень, які б за сукупністю ознак співпадали з заявленим способом - не виявлено Це дозволяє зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого технічного рішення критерію "новизна" В патентній і науково-технічній літературі не виявлено технічних рішень, в яких були б описані ВІДОМОСТІ про ознаки, що відрізняють заявлений компенсаційний спосіб від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату послідовне увімкнення зразкового і вимірюваного опорів живлять від стабілізованого джерела, вимірюють спад напруги на зразковому опорі, а значення вимірюваного опору підраховують за відомими параметрами вимірювального кола і виміряного компенсаторам спаду напруги на зразковому опорі Отже заявлене технічне рішення не випливає явним чином з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "винахідницький рівень" Заявлений компенсаційний спосіб відноситься до галузі метрології і вимірювальної техніки, а саме до способів вимірювання електричних опорів з високою точністю і може бути використаний в метрологічних лабораторіях Держстандарту України, в лабораторіях Комітету мір і вимірювальних приладів, в метрологічних лабораторіях науководослідних і виробничих установ з різними формами власності А тому відповідає критерію корисної моделі "промислова придатність" Таким чином заявлене технічне рішення є новим, промислово придатним, має винахідницький рівень, тобто відповідає всім умовам патентоспроможності корисної моделі ВІДПОВІДНО до статті 7 розділу П Закону України "Про охорону прав на винаходи і корисні моделі" № 1771-111 Принципова електрична схема компенсаційного способу вимірювання електричного опору зображена на фіг, де 1 - стабілізоване джерело живлення з параметрами Е - є р с джерела живлення, т в н - внутрішній опір джерела живлення, Rx - вимірюваний опір, RH - зразковий опір, 2 - гальванометр, 3 - компенсатор постійного струму, який /спрощено/ складається з опору компенсатора Rk, який живиться від джерела Ек , увімкненого через регулювальний опір Послідовно ЗІ стабілізованим джерелом живлення 1 з параметрами Е і т в н , увімкнено резистор Rx , опір якого підлягає вимірюванню, і зразковий опір RH Зразковий опір RH під'єднаний через гальванометр 2 до компенсатора постійного струму З Вимірюють значення опору RH з допомогою гальванометра 2 і компенсатора постійного струму З При вимірюванні спаду напруги на зразковому опорі RH ШЛЯХОМ переміщення движка реохорда компенсатора Rk добиваються нульового показу гальванометра 2 В момент нульового показу гальванометра 2, спад напруги на RH і спад напруги на Rk рівні, отже маємо значення спаду напруги на зразковому опорі UH рівне виміряному компенсатором 3 спаду напруги Uk Поскільки UH =Uk, то струм Ін, який протікає через зразковий опір RH і струм І х , який протікає через вимірюваний опір Rx, рівні При цьому вимірюваний опір _UX R x " I _E-IX(TBH + " I ly lv а струм Піц ГЛц RH)_E B ~l (3) lu (4) Отже Rv = Ц, (5) Ефективність запропонованого нами способу визначалась в лабораторних умовах кафедри електричних вимірювань Національного університету "Львівська політехніка" На проведення вимірювань електричного опору класичним методом по компенсаційному способі /прототип/ затрати часу становлять ЗО хв , а на проведення вимірювань згідно з запропонованим способом 12,5 хв Крім того, коли у відомому способі при перевірці незмінності спаду напруги на відомому опорі було б одержано негативний результат, тобто коли за час вимірювань значення струму в колі ЗМІНИЛОСЯ, вимірювання слід проводити спочатку Запропонований спосіб не вимагає цієї перевірки, бо здійснюють лише одне вимірювання Таким чином запропонований спосіб дає можливість знайти значення вимірюваного опору шляхом здійснення лише одного вимірювання, без перевірки незмінності спаду напруги на зразковому опорі з підвищеною точністю 7126 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601