Магазин опору

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности воспроизведения сопротивления путем устранения влияния сопротивления соединительной линии. Магазин сопротивления содержит операционные усилители 1 и 2, резисторы 3 и А, сопротивление которых равно сопротивлению соединительных линий, коммутирующие эл-ты 5-10, управляемый делитель 11 напряжения, мультирезистор 12, ЦАП 13, источник 14 опорного напряжения, компаратор 15 напряжений и блок управления 16, состоящий из RS-триггера 17, эл-та НЕ 18, г-ра 19 импульсов, эл-та И 20 и счетчика 21. Точность магазина сопротивления значительно ограничиваіется влиянием входных токов и напря'жений смещения операционных усилителей 1 и 2, а также сопротивлением соединительной линии резистора 3 на результат воспроизведения сопротивления. Для компенсации основных статических погрешностей магазина сопро тивления введен режим коррекции погрешности, что позволяет значительно повысить точность воспроизведения со противления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано в качестве кодоуправляемой многозначной меры электрического сопротивления . Цель изобретения - повышение точности воспроизведения сопротивления путем устранения влияния сопротивления соединительной линии. Па фиг.1 представлена структурная схема магазина сопротивления; на фиг.2 - структурная схема компаратора напряжения. Магазин сопротивления содержит первый операционный усилитель (ОУ) 1, второй операционный усилитель (0У) 2, первый 3 и второй 4 резисторы, с о противление которых равно сопротивлению соединительных линий, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8, п я тый 9, шестой 10 коммутирующие э л е менты, управляемый делитель напряжения (УДН) 11, мультирезистор (МР) 12, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, источник опорного напряжения 14 (ИОН), компаратор напряжений (КН) 15, блок управления 16, который состоит из RS-триггера 17, элемента НЕ 18, генератора импульсов (ГИ) 19, элемента И 20, счетчика 2 1 , первый вывод 22 и второй вывод 23 магазина Сопротивления. Компаратор напряжения "is ; 00 15 состоит из первого 24, второго.25 оптрона, двухпорогового напряжения компаратора (ДКН) 26, первого 27, второго 28, третьего 29, четвертого 30 резисторов, элемента ИЛИ 31, первого 32, второго 33 триггеров. Магазин сопротивления работает следующим образом. Коммутирующие элементы 5 и 8 замк10 нуты, коммутирующие элементы 9, 10 разомкнуты, коммутируюіцие элементы 7 и 5 находятся в нормально разомкнутом положении, счетчик 21 - в нулевом состоянии, а выходное напряжение ЦАП 15 13 равно нулю. Ток внешнего источника 1 0 , протекая от вывода 22 к выводу 23, создает между ними падение напряжения. Lflr2) 'ПУЛ ЗЫХ УДИ (1) " ик где установленный код УДН 111 ток от внешнего источникаJ сопротивление мульткрезистора (МР) 12; ся в нормально замкнутое состояние. На вход КН 11 подается напряжение по грешности ) с л м - е • +• \О / ЦАП» где г2г - сопротивление соединительной линии между зажимом 1 и первыми выводами ключей 12, 13. На втором выходе КН 15 в зависимости от полярности напряжения и и относительно вывода 23 устанавливается сигнал логической единицы (Ujj^O), или сигнал логического нуля (U^< 0 ) s подключая вход ЦАП 13 соответственно к положительному или отрицательному полюсу ИОН 14. Сигнал с первого выхода КН 15 откры-. вает элемент И 20. Импульсы с генера20 тора импульсов 19 поступают на вход счетчика 21. Выходное напряжение ЦАП 13 U^ возрастает до тех пор пока не выполнится условие. СМ4 25 т.е. входное напряжение КН 15 становится равно нулю. Тогда на первом выходе КН 15 устанавливается уровень логического нуля, который закрывает Ї ,e C J W -- входные токи и напряжения элемент И 20 и устанавливает триггер смещения ОУ 1 и ОУ 2 соответ17 в нулевое состояние. Триггер разственно^ мыкает коммутирующие элементы 7, 9, г 2 - сопротивление соединительной 10 и замыкает коммутирующие элементы линии между выводом 22 и пер5 и 8, а также устанавливает коммутизым выводом МР 12,* 35 руюіций элемент 7 в нормально разомкнутое состояние. Выходное напряжение выходное сопротивление УДН 11 магазина сопротивления будет равно и ЦАП 13 соответственно. й Воспроизводимое магазином сопротивление R u будет равно 1 О г г ) - .t е є 40 ~ смГ I (5) Заменив UK первой частью выражения (3) получим, учитывая, что г 2 * = Кп • ^. _ _ i ; l i . i . _ 45 К СМЧ Таким образом, точность магазина сопротивления значительно ограничивается влиянием входных токов и напряжений смещения ОУ 1 и ОУ 2, а также 50 сопротивлением соединительной линии резистора 3 на результат воспроизведения сопротивления. Для компенсации статических погрешностей магазина введен режим коррекции погрешности. 55 В ре7Шме коррекции погрешности сигналом "Пуск" размыкаются коммутирующие элементы 5 и 8, замыкаются 9, 10, коммутирующий элемент 7 переключает U 4 K = j m o R 0 +fUi~^,R 0 (6) Воспроизводимое магазином сопротивление будет равно о о Таким образом некомпенсированной является погрешность ни (8) Использовав в магазине сопротивлеН ния операционные усилители с малыми входными токами (К544УД1, К140УД8), 1658102 6 можно добиться уменьшения & М к до превенно к выводу нормально-разомкнутого небрежимо малой величины. Работа КН и выводу нормалЁно-замкнутого контак15 заключается в следующем. При потов второго коммутирующего элемента, ступлении на вход ДКН 26 напряжения, блок управления, первый выход которопревышающего порог срабатывания, на го подключен к управляющему входу его выходе устанавливается уровень первого коммутирующего элемента, вто+Е , если входное напряжение положирой выход подключен к управляющему тельное, или ~Е_, если входное напрявходу циЛроаналогового преобразоватежение отрицательное. Б первом случае, ля, вход которого подключен к выводу 10 открывается оптрон 25, а на выходах переключающего контакта второго комКН 15 устанавливаются уровни логичесмутирующего элемента, выход питания ких единиц, причем состояние второго цифроаналогового преобразователя подвыхода запоминается в триггере 33. В ключен к выводу источника опорного другом случае открывается оптрон 24 напряжения и соотвєтствуюцему выводу І5 питания второго операционного усилии устанавливаются на первом выходе логическая единица, а на втором выхотеля и второму входу компаратора наде логический нуль, который запоминапряжения , третий коммутирующий элеется в триггере 33. Таким образом, в мент, к управляющему входу которого режиме коррекции погрешности компенподключен третий выход блока управле20 сируются основные статические погрешния, к первому входу которого подклюности магазина сопротивления, что чен первый выход компаратора напряжепозволяет значительно повысить точния, к первому входу которого подклюность" воспроизведения сопротивления. чен вывод переключающего контакта Поскольку на результат компенсации третьего коммутирующего элемента, два 25 резистора, мультирезистор, второй выпогрешности влияют напряжение смещения и входные токи КН 15, то к этим вод которого подключен к первому выпараметрам предъявляются повышенные воду первого коммутирующего элемента, требования. Реализовав компаратор 15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с на основе операционного усилителя с целью повышения точности воспроизвеМДМ преобразованием входного сигнала, 30 дения сопротивления, в него введены можно добиться высоких метрологичесчетвертый, пятый и шестой коммутируюких параметров заявляемого устройстщие элементы, при этом к управляющему ва. Предлагаемый магазин сопротивлевходу четвертого коммутирующего эления обладает высокой точностью восмента подключен первый выход блока произведения сопротивленияJ для осу35 управления, третий выход которого ществления коррекции погрешности нет подключен к управляющему входу пятонеобходимости разрывать измерительную го и шестого коммутирующих элементов, цепь; обеспечивает возможность компервый вывод четвертого коммутирующепенсации сопротивления соединительных го элемента подключен к второму вывопроводов. ду мультиреэистора, первый вывод ко40 торого подключен к второму выводу, первого резистора, первый вывод котоФ о р м у л а и з о б р е т е н и я рого, первый вывод второго резистора и вывод нормально-разомкнутого кон1. Магазин сопротивления, содержа45 такта третьего коммутирующего элеменщий первый операционный усилитель, та подключены к инвертирующему входу инвертирующий вход которого является первого операционного усилителя., выпервым выводом магазина сопротивлеход которого подключен к второму выния, к неинвертирующему входу подклюводу первого и первому выводу пятого чен соответствующий вывод питания 50 коммутирующих элементов, второй вывод первого операционного усилителя, перпоследнего подключен к второму вывовый вывод управляемого делителя наду второго резистора и первому вывопряжения, второй вывод которого подду шестого коммутирующего элемента, ключен к выходу первого операционного второй вывод которого подключен к усилителя, третий вывод - к инверти55 второму выводу четвертого коммутируюрующему входу второго операционного щего элемента и выходу второго опеусилителя, источник опорного напряжерационного усилителя, к неинвертируюния, положительный и отрицательный щему входу которого подключен первый выводы которого подключены соответст •8 1658102 выход циАроаналогового преобразователя, вывод питания которого подключен к второму выводу нормально-замкнутого контакта третьего коммутирующего эпемента и является вторым выводом магазина сопротивления, управляющими, информационными входами которого являются соответственно управляющий вход компаратора и вход, запуска и блока 10 управления, который выполнен в виде последовательно соединенные RS-триггер, S-вход которого является входом .запуска блока управления, и элемент НЕ, выход которого и выход RS-тригге15 ра являются соответственно первым и третьим выходами блока управления, последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И, второй вход которого подключен к R-входу RS-триггера и является входом блока управления,20 и счетчик, выход которого является вторым выходом блока управления. 2. Магазин п о п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что компаратор напря- 25 кения содержит двухпороговыи компаратор напряжения, входы которого являются первым и вторым входами компаратора напряжения, а выход подключен к 1 первым входам первого и второго оптронов, к вторым входам которых подключены соответственно первые выводы первого и второго резисторов, а выход первого оптрона подключен к первому вьюоду третьего резистора, к второму выводу которого подключен первый вывод четвертого резистора, к R-входу первого триггера и первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен второй вывод четвертого резистора, выход второго оптрона и S-вход первого триггера, выход которого подкгаочен к D-входу второго триггера, С-вход которого является управляющим входом компаратора напряжения, первым и вторым выходами которого являются соответственно выход элемента ИЛИ и выход второго триггера. Фиг 1 Редактор Т.ЕІагова Составитель Л.Тимошина Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская Заказ 2432 Тираж 424 Подписное ВНШПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101