Компаратор постоянных напряжений

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в прецизионных устройствах , предназначенных для измерения отношения постоянных напряжений, особенно в условиях низких температур. Компаратор постоянных напряжений содержит компаратор 1 постоянного тока с двумя наборами равнономинальных резисторов, провода обмоток 2, 3 которых выбираются из условия малости температурного коэффициента сопротивления при 2-4 К, сверхпроводящий переключатель 4, регистрирующий прибор 9, нуль-индикатор 10 магнитного потока и регулируемый источник 11 постоянного тока. Изобретение повышает точность измерений. 1 ил.

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (3I) А1 (5D 4 С 01 R 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3907843/24-21 (22) 11.06.85 (46) 07.12.87. Бил. 1(» 45 (72) А.С.Катков и В.И.Кржимовский (53) 621.317 ° 72(088.8) (56) Горбацевич С.В. и др. Измерительная техника, 1980, N- 5, с. 53-56 °

Авторское свидетельство СССР

М 468167, кл. Б 01 R 17/20, 1973. (54) KOKIAPATOP ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕН1»!Й (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в прецизионных устройстгах, предназначенных для измерения отноиения постоянных напряжений, особенно в условиях низких температур, Компаратор постоянных напряжений содержит компаратор 1 постоянного тока с двумя наборами равнономинальных резисторов, провода обмоток 2, 3 которых выбираются иэ условия малости температурного коздк(ициента сопротивления при ?-4 К, сверхправодящий переключатель 4, регистрирующий прибор

9, нуль-индикатор 10 магнитного потока и регулируемый источник !1 постоянного тока. Изобретение повышает точность измерений. 1 ил. »

1357853

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в прецизионных устройствах, предназначенных для измерения

5 отношения постоянных напряжекий, особенно в условиях низких температур, а также в эталонах напряжения и тока.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема компаратора постоянных напряжений.

Устройство содержит компаратор 1 постоянного тока с двумя наборами равнономинальных резисторов 2 и 3, образующих обмотки компаратора 1.

Состав сплава, из которого изготавливаются провода обмоток 2 и 3, выбирается из условия малости температурного коэААициента сопротивления при температуре 2-4 К. К таким сплавам можно, например, отнести сплав на основе кремнистой бронзы 96Z Си, 26

ЗХ Hi9 1Х Zn), Выводы обмоток 2 и 3 кампаратора 1 тока соединены с контактами сверхпроводящего переключателя 4, который подключен входами к клеммам 5-7. Входная клемма 8 соединена со сверхпроводящим переключателем 4 через регистрирующий прибор 9.

Все соединения между контактами сверх-проводящего переключателя 4, а также контактами и выводами обмоток 2 и 3 и клеммами 5 и 6 выполнены из сверх1 проводника, например ниобия, для обеспечения эквипотенциальнасти цепей. Нуль-индикатор 10 магнитного потока, индуктивно связанный с компара40 тором 1 тока, подключен к регулируемому источнику 11 постоянного тока, выход которого через контакты пере-. ключателя 4 связан с обмотками ? и 3, которые составлены из группы равно.— номинальных резисторов, т.е. резисторов, отклонение сопротивлений которых относительно их среднего значения не превышает заданной величины. Компаратор 1 постоянного така может быть . выполнен в виде сверхпровадящей труб- бо ки, внутри которой располагаются провода обмоток. При этом трубка сворачивается в виде катушки, с.которой индуктивно связан нуль-индикатор 1() магнитного потока, выполненный на т5 основе аквида.

Устройство функционирует следуюпим образам.

Сравниваемые напряжения Ul и U2 подаются на входные клеммы .5-8. Сверхпроводясций переключатель 4 в первом положении соединяет Ul с параллельно вКлючекным набором равнономинальных резисторов 2, по которому при этом

)с протекает ток Il = Q Ul (R2(I+52i)j, 1=« где F2i — отклонение сопротивления

«-й единичной обмотки набора равнономинальных резисторов 2 от среднего значения, обозначенного В2; N — количество единичных обмоток.

Нуль-индикатор 1О воздействует на регулируемый источник 11 так, что магнитный поток, образуемый током обмотки 3 равен магнитному патоку то9 ка ).1 . При этом ток регулируемого

I источника 11,).2 протекает по последовательно включе -ному набору равнономикальных резисторов 3 и вызывает

I падение напряжения U, которое свя=зако с Пl следующ м соотношением:

К

U„=ill 2 (ста2. ) /(С!2(ст22т))) н ! K f(!.13 ) (R3 )), 1 — с где 6?«9 ЬЗх — относительная токовая погрешность с -й единичной обмотки компаратора 1 постояннога тока в наборах равнономинальных резисторов

2 и 3 соответственно;

R3 — среднее значение сопротивления единичного резистора.

С целью уменьшения влияния отклонений сопротивлении единичных резисторов в наборах равнономинальных резисторов 2 и 3 от среднего значения,, I а также влияния таковой погрешнос-. ти компаратора 1 постоянного тока на погрешность измерения U2/Ul праизво (l дится измерение П, при втором положе)с нии сверхпроводящего переключателя 4, При этом напряжение Ul подается ка параллельна включенный набор равнономинальных резисторов 3, а напряжесс ние U,. .снимается с последовательно включенного набора равнонаминальных ! резисторов 2. Аналогична U., капряжение

СС,=!С!(, (ста«ит«)фз(ст13 - ф

)с

;= (2 f(!+I!21)(, R2.9!) 1357853 выражение для Б„, +46,6 ), 20

Составитель В.Степанкин

Редактор О.Головач Техред N,Дидык Корректор С.1(1екмар

Заказ 5993/44

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

0 по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,. г. Ужгород, ул. Пуоектная, 4 где (5 3 — ОтноСительное отклонение сопротивления единичного резистора от среднего значения R3.

1 1(Напряжение Пк=0,5(ц„ +(3 ). Подставляя значения П и U< получают, пренебрегая членами третьего порядка, V /01=5((+? ((R2-5З)/(R2+R3)g +

+2(1/N), Q (R 2. . +F3i +(4,2i92i+33i83i)/

К н

/4<-2 ((0,5/N) Q З - (0,5/N) 24? )

5т! 4 — -!

+4 ((R2-5З)/(0?+ВЗ))) ((0,5/N) K 4?.5н

3=1

-(0,5/N) 2 411()=5(1 ?0, +?0; 20 +

1=1 где 6, — погрешность, вызываемая разностью средних значений двух наборов равнономинальных резисторов;

6,2 — погрешность, определяемая погрешностью равнономинальных резисторов;

G — погрешность, вызываемая разностью средних значений двух З0 наборов равнономинальных резисторов.

Напряжение U2 подается на клеммы

7 и 8 и сравнивается с U при помок щи регистрирующего прибора 9, напри- З5 мер нуль--индикатора постоянного напряжения. При равенстве U2 и П. отношение

U2/Ul=N(1+20, +2б+б + 46,6 )

C уменьшается, таким .образом, влияние как разброса сопротивлений единичных резисторов, так и погрешности компаратора тока.

Воздействие сопротивлений или токов утечки на единичные резисторы и на набор в целом изменяют только распределение токов среди единичных обмоток, а общая величина отно!1(ения напряжений не меняется.

Ь устройстве токи через единичные резисторы одинаковы при двух положениях сверхпроводящего переключателя

4. Так. ток гараллельно включенного резистора Т„,-Ul/R а последовательно включенного („,„=U2/(NR) (U1N)/

/(NR)=U1/R=I, . Это позволяет уменьшить ыощностную и токовую погрешность особе1!но при использовании резистора в условиях низких температур, Ф о р мул а и з о б р е т е н и я

Компаратор постояннь)х напряжений, содержащий компаратор постоянного тока с первой и второй обмотками, первая обмотка которого соединена сверхпроводящими проводами через сверхпроводящий переключатель с первой и второй входными клеммами, вторая обмотка соединена сверхпроводящими проводами через сверхпроводящий переключатель с регулируемым источником тока, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-индикатора магнитного потока, индуктивно связанного с компаратором постоянного тока, регистрирующий прибор, первый вход которого подключен к третьей входной клемме, второй вход — к клемме сверхпроводящего переключателя, первый выход регулируемого источника тока соединен с четвертой входной клеммой отличающийся тем, что, с целью повьш(ения точности измерений, обмотки компаратора постоянного тока выполнены в виде наборов равнономинальных резисторов, а второй выход регулируемого источника тока через сверхпроводящий переключатель соединен с наборами равнономинальных резисторов.