Устройство для измерения сопротивления с относительным отсчетом показаний

 

Изобретение предназначается для провер ки и аттестации прецизионных резисторов, мер, магазинов сопро тивления, мостов. Вьтолнения точных измерений сопротивления с номинальными значениями, не кратными 10 + К, где К - целое число, на постоянном токе с применением образцовых мер сопротивления методом замещения отношений . Цель изобретеййя - поввшение точности и производительности измерений, достигается путем исключения влияния нестабильности резистоn l . (Л / 75..e|78,ffi3.7f rqLfT: М tfo to 4i 1C CO. Ш«cUh g,y Uh 23

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц 4 С 01 R 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661104/24-21 (22) 03. I1.83 (46) 30.06.86. Бюл. N 24 (72) В.П.Шигорин и Б.Я.Литвинов (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 257602, кл. G 01 R 17/10, 1968.

Авторское свидетельство СССР

И 415591, кл. G 01 R 17/10, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ С ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ОТСЧЕТОМ

ПОКАЗАНИЙ

„,SU„„1241129 A1 (57) Изобретение предназначается для проверки н аттестации прецизионных резисторов, мер, магазинов сопро тивления, мостов. Выполнения точных измерений сопротивления с номинальными значениями, не кратными 10 «+ К, где К вЂ” целое число, на постоянном токе с применением образцовых мер сопротивления методом замещения отношений. Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений, достигается путем исключения влияния нестабильности резисто

124 1129 да 31 состоит иэ резисторов 33-42, декада 32 — из резисторов 43-53..

Ключи 54-72, переключатели 73, 74 с, контактами 80-83. Для достижения поставленной цели мера отношения выполнена в виде последовательно соединенных секций резисторов одинакового номинала, образующих декады 31 и 32, а в устройство введен второй двухполюсный переключатель

77. 1 ил.

Устройство содержит регулируемые плечи отношения .1 и 2 с высокоомныии и низкоомными декадами сопротивления, 30 токовые 3 и 4 и потенциальные 5 — 8 зажимы для подключения измеряемых и образцовых мер. Зажимы 5, 3, 8 и 4, соединены соответственно с контактами 9» 10, 11 и 12 первого двухполюсного переключателя 13 на три положения. Полюс 14 переключателя 13 соединен с контактом 15 полюса 16 и конров и исключения необходимости кали бровки каждого резистора меры отношения и плеч отношения магазина.Уст- ройство содержит регулируемые резисторы 1 и 2, зажимы 3-8 для подключения измеряемых и образцовых мер, контакты 9-12, переключатели 13 и 22 с. контактами 14-21 источник питания 23, нуль-индикатор 25, переключатель 26 с контактами 27-29, 24 и

30, выходные соединения;декад. Дека4

Изобретение относится к электроI измерительной технике и может быть использовано для поверки и аттестации прецизионных резисторов, мер, магазинов сопротивления, мостов и выполнения других точных-измерений сопротивления с номинальными значениями, не кратными 10- (где К— йk целое число), на постоянном токе с применением эталонных и образцовых 0

1О мер сопротивления методом замещения отношений.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения сопротивления путем исклю- 15 чения влияния нестабильности резисторов меры отношения на значение величины отношения и исключения необходимости калибровки каждого резистора меры отношения и плеч отно- 20 шения магазина.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения сопротивления с относительным отсче- 2S том показаний.

2 тактом 17 полюса 18, а полюс 19 — с контактом 20 полюса 18 и контактом

21 полюса 16 двухполюсного переключателя 22 на два положения. Полюс 16 соединен с положительным, а полюс 18 с отрицательным полюсом источника 23 питания. Выводы плеч отиошения 1 и 2 соединены с зажимами 5 и 8 соответственно, а вершина 24 плеч отношения

1 и 2 соединена с первым выводом нуль-индикатора 25, второй вывод которого соединен с полюсом однополюс ного переключателя 26 на три положения. Контакты 27 и 29 переключателя

26 соединены с зажимами 6 и 7 и вершиной 30 декад 31 и 32 меры отношения соответственно. Декады 31 состоит иэ резистивных секций 33-42, а декада 32 — из резистивных секций 43-53, имеющих одинаковое номинальное значение. Каждая пара резистивных секций

33-53 снабжена ключами 54-72, которые соединяют вход одной резистивной секции с выходом другой. Входы секций.

33 и 43 соединены с вершиной 30, а выход каждой секции соединен с неподвижными контактами декадных переключателей 73 и 74. Полюс переключателя 73 соединен с полюсом 75, полюс переключателя 74 — с полюсом 76 второго двухполюсного переключателя 77 на три положения. Контакты 78 и 79 полюса 75 соединены с зажимами 5 и

8, а контакты 80 и 81 полюса 76 — с зажимами 8 и 5 соответственно. Контакты 82 и 83 полюсов 75 н 76 и контакты 84 и 85 полюсов 14 и 19 остаются свободными.

12411

Устройство работает следующим образом.

При точных измерениях приближенное значение сопротивления исследуемого резистора известно. В качестве образцовой (эталонной) меры используют меры с номинальным значением, кратным 10 " Ом (где К вЂ” целое), а также переходные меры, которые воспроизводят значения кратные 10

Ф

2,5 ° 20, 0,4+10 ", 9 10 " (где К— целое) . Исходя из этих данных в декадах 31 и 32 меры отношения при помощи переключателей ?3 и 74. набирают такое количество резистивI ных секций, при котором плечи сравне. ния, образуемые декадами 31 и 32, находятся в том же соотношении,что (1 +5,) = RÄÄ «+3,) + К,„(1 +8,) + " + R;„«+6,) + ° ° ° + ..(1+ ); (1)

+ +

К„н(1 + и) 1 1 (1+8) R,„«8) 1 1

-+- +

R (1 +a<) " К,„« +8„) одного плеча сравнения в другое.

Снова уравновешивают мостовую схему и снимают отсчет a . Систематические погрешности, связанные с отклоне30 нием значения сопротивления резисторов меры отношения от номинального, входят в оба относительных отсчета о,и c(, но с разным знаком, поэтому при сложении, и о они исключаются. ся. Систематические погрешности, связанные с отклонением значения сопротивления плеч отношения от номинального, входят в оба отсчета, но с одинаковым знаком, поэтому величина

40 + 4 дает искомую поправку. Отклю 2 чив переключателем 77 декады 31 и

32, подключают исследуемую и образцовую меры (к зажимам 5,6 и .7,8 при

45 двухзажимном подключении и к зажимам 3,5, 6 и 7,8,4 при четырехзажимном подключении). Уравновешивают схему и снимают отсчет к . Действич;ельное значение исследуемой меры при подключении ее к зажимам 5 и 6 получаем из формулы

М, +a1

В =и «+п+ --- -- — ) (3) где R .— номинальное значение изме«Н ряемого сопротивления

n — относительное отклонение сопротивления образцовой (эталонной) меры от номинального значения. где R. и — номинальное значение

1Н сопротивление от номинального значения каждого резистора;

n — число резисторов.

Сопротивление резисторов меры отношения нетрудно подогнать с погрешностью 0,003-0,01Х, тогда, учитывая, то 1н ц к н с погр

-7 ностью, не йревышающей 1 ° 10, можно записать, (2)

Иэ выражения (2) следует, что для параллельного и последовательного соединения резисторов меры отношения свойственно равенство относительных отклонений их общих значений сопротивления от номинальных значений.

Используя это свойство, в плечах отношения 1 и 2 устанавливают то же отношение, что и между декадами 31 и 32 меры отношения. При помощи регулируемых отсчетных декад плеча .отношения 1 уравновешивают полученную мостовую схему и снимают относительный отсчет ы, . При помощи ключей

54-72 резистивные секции, включенные в каждой декаде меры отношения, переключают с последовательного соединения на параллельное и переключателем 77 переключают, декады 31 и 32 из

29 4 исследуемая и образцовая меры (или максимально близком к нему) . Через переключатель 77 декады 31 и 32 подключают к зажимам 5 и 8, а нуль-инЮ дикатор через переключатель 26 — к вершине 30. Через переключатели

13 и 22 на схему подается питание.

Величину напряжения питания выбирают такой, чтобы не превысить допустимой величины мощности, рассеиваемой на исследуемой и образцовой мерах. Если Б. = R««+8 ) и К

= R ц(1 +Яр) общие сопротивления последовательного и параллельного соединения резисторов одинакового номинала, где R „, R н — номинальные значения сопротивления а S 3 — отноЭ q У р сительные отклонения от номинального значения, то

1241129

При подключении исследуемой меры к зажимам 7 и 8 — иэ формулы

К 2 1,(1 + и -о + ) (4)

Пример. Измеряют сопротивление с номинальным значением 9000 Ом .

Сопротивление резистивных секций меры отношения — 10000 Ом. Переключа- 10 телем 73 включают в декаде 31 100000м а переключателем 74 в декаде 3290000 Ом (все ключи при этом разомкнуты), Нуль-индикатор подключают к точке 30, декады 31 и 32 — к зажимам 15

5 и 8, в плечах отношения устанавливают отношение 1:9, производят уравновешивание и снимают отсчет, Замыкают ключи 63-70, осуществляют взаимную перестановку декад меры 20 отношения и снимают отсчет о! (отношение 1:9 при этом сохраняется). Отключают меру отношений и подключают к зажимам 7 и 8 исследуемую меру

R<, а к зажимам 5 и 6 — образцовую 25 меру 1000 Ом. Уравновешивают схему и снимают отсчет осз

К. = 9000 (1 + n -ос + — — — ) +<+ 1

М 2

С целью исключения влияния термо-. ! электродвижущих сил уравновешивание производят методом ложного нуля при двух направлениях тока питания. Для изменения направления тока служит переключатель 22.

Мера отношения позволяет получить широкий ряд опорных отношений в диа.пазоне 1 — 1/10, например 1/2, 1/4, 1/3,...2/9...4/7. ° .5/11 и т.д. (основной диапазон), и ряд вспомогательных отношений в диапазоне 1/10—

1/100, например 1/20, 1/30... 1/ 12 ...

1/49 и т.д. Учитывая, что имеющиеся

45 в эксплуатации образцовые и эталонные меры могут иметь значения, кратные 10 ", 2,5 10-", 0,4 10-, 9 10 в диапазоне 1 — 1 /1 О при помощи данного устройства можно получить ряд отношений, в котором значение одного

50 отношения отличается от соседнего не более чем на 2Х что позволяет производить измерение мер с любым номинальным значением с СКО на уровне

-7

10 при исключенных систематических погрешностях.

Таким образом, изобретение позволяет исключить влияние нестабильности резисторов меры отношения на значение величины отношения и получить

4 ряд опорных отношений, свободных от систематической погрешности, исключить необходимость калибровки и в

2,5 раза повысить точность измерений по сравнению с известными устройствами. ф,о р м у л а и з о б р е т е н и я . Устройство для измерения сопротивления с относительным отсчетом показаний, содержащее первую мостовую цепь, два плеча отношения которой образованы высокоомными и низкоомными декадами сопротивлений, два других плеча †. мерой отношения, вторую мостовую цепь, два плеча отношения которой образованы теми же высокоомными и низкоомными декадами сопротивлений, два других плеча — токовым и двумя потенциальными зажимами для подключения измеряемой и образцовой мер соответственно, первые потенциальные зажимы каждого плеча второй мостовой цепи соединены с первыми неподвижными контактами, а токовые зажимы — с вторыми неподвижными контактами первого двухполюсного переключателя на три положения, полюса которого соединены соответственно с первыми неподвижными контактами двухполюсного переключателя на два, положения, второй неподвижный контакт первого полюса двухполюсного переключателя на два положения соединен с вторым полюсом первого двухполюсно-. го переключателя на три положения, второй неподвижный контакт второго

1полюса двухполюсного переключателя на два положения соединен с первым полюсом первого двухполюсного переключателя на три положения, а к полюсам двухполюсного переключателя на два положения подсоединены выводы источника питания, вторые потенциальные зажимы каждого плеча второй мостовой цепи соединены соответственно с первыми и вторыми неподвижными контактами однополюсного переключателя на три положения, полюс которого соединен с первым выводом нуль-индикатора, второй вывод которого соединен с вершиной измерительной диагонали обеих мостовых цепей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и произ1241129

Составитель В. Семенчук

Редактор А. Лежнина Техред Л.Олейник

Корректор С.Черни

Подписное

Заказ 3482/38 Тираж 728 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам,изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4 водительности измерения путем исключения влияния нестабильности резисторов меры отношения на значение величины отношения и исключения необ5 ходимости калибровки каждого резистора меры отношения и плеч отношения, в нем мера отношения выполнена в виде последовательно соединенных секций резисторов одинакового номи- . 1б нала, образующих две декады с выводами от каждой секции к контактам декадных переключателей, а в устройство введен второй двухполюсный переключатель на три положения, при этом первый полюс второго двухполюсного переключателя соединен с полюсом декадного переключателя первой декарты меры отношения, второй полюс — с полюсом декадного переключателя второй декады меры отношения, второй неподвижный контакт первого полюса второго двухполюсного переключателя на- три положения соединен с третьим неподвижным контактом в орого полюса второго двухполюсного переключателя на три положения и с первым потенциальным зажимом для подключения иэ" меряемой меры второй мостовой цепи, второй неподвижный контакт второго полюса второго двухполюсного переключателя на три положения соединен с третьим неподвижным контактом первого полюса второго двухполюсного пе. реключателя на три положения и с первым потенциальным зажимом для подключения образцовой меры второй мостовой цепи, в каждую пару секций резисторов декад введен ключ, один из выводов которого соединен с входом одной секции, а другой вывод †. с выходом последующей секции, при этом вершина измерительной диагонали первой мостовой цепы соединена с третьим неподвижным контактом однополюсного переключателя на три положения.