Многопредельный ступенчатый потенциометр постоянного тока

 

(72) Автор изобретения

С.М. Кальф-Калиф (71) Заявитель (g4) МНОГОПРЕДЕЛЬНЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для особо точных измерений на постоянном токе.

" Известен потенциометр постоянного тока, содержащий источник питания, соединенный одним из полюсов с установочным резистором, последовательно с которым через переключатель соединен вывод первого резистора измерительной декады и один из выводов шунтирующего резистора, второй полюс источника питания через реостат и переключатель соединен с выводом последнего резистора измерительной декады и через второй переключатель с вторым выводом шунтирующего резистора. шунтирующий резистор является прецизионным и служит для получения на измерительной декаде необходимого предела измерения. Для получения предельно высокой точности предел должен периодически корректироваться, 2 т.е. проверяться или подстраиваться 1 j.

Недостатком такого устройства является то, что на один прецизионный шунтирующий резистор приходится всего один предел, а корректировка позволяет исключать погрешности только одного этого предела. При необходимости получения большого числа пределов такая схема потребовала бы та- . кого же числа прецизионных резисторов и корректировочных операций или устройств.

Известен также потенциометр постоянного тока, содержащий источник питания, последовательно соединенный одним из выводов с блоком стабилизации тока, измерительную декаду, последовательно с одним из выводов измерительной декады включен добавочный резистор, а также нуль-индикатор, нормальный элемент, установочный резистор, двухрядный низкоомный потенциометр и блок шунтирования, включае3 9 19 мый параллельно цепи измерительной декады и добавочного резистора, нормальный элемент через нуль-индикатор зашунтирован установочным резистором, один вывод которого подключен к другому выводу источника питания, а другой — к измерительной декаде, один из выводов добавочного резистора соединен со вторым выводом блока стабилизации тока, выходы двухрядного низкоомного потенциометра подключены к выводам .измерительной де" кады. В блок шунтирования входят четыре последовательно соединенных резисторов, каждйй из выводов которого

tO l5 соединен с гнездами коммутаторов,позволяющие посредс-,вом штепселей последовательное соединение резисторов привести к параллельному или смешанному во всех комбИнациях. . Блок шунти- 20 рования служит для получения трех различных пределов измерения .(2).

Недостатком такого устройства является то, что для получения всего . трех пределов измерения оно требует применения четырех. прецизионных резисторов, а также то, что одна кор25 ректировка позволяет искпвчить -систематические погрешности только трех пределов..)Простое увеличение числа блоков шунтирования было бы неэффективно. Так, увеличение их числа до трех привело бы к увеличению. числа пределов до десяти, но при этом число прецизионнЫх резисторов возросло: .

35 бы до двенадцати, а число необходимых корректировок до трех.

Цель изобретения - повышение точности прецизионных резисторов.

Поставленная цель достигается тем, что в многопредельном ступенчатом потенциометре постоянного тока, содержащем подстроечные элементы, источник питания, соединенный Одним из выводов с блоком .стабилизации трка, 45 .блок измерительной декады, добавочный резистор, установочный резистор., при этом один вывод добавочного резистора соединен с одним иэ выводов блока измерительной декады, второй вывод блока измерителъной декады соединен с установочным резистором,другой вывод которого подключен. ко второму выводу источника питания, а также нормальный элемент, нуль-индика- 55 тор,вспомогательный потенциометр1 клеммы и блок шунтирования, причем нормальный элемент через нуль-индика03 4 тор зашунтирован установочным резистором, вспомогательный потенциометр соединен одним из выводов с блоком измерительной декады, а другим - с одной из клемм, вторая клемма соединена с одним из выводов блока измерительной декады, а в блок шунтирования входят четыре последовательно соединенных резистора, каждый иэ выводов которого соединен с гнездами коммутаторов, введены дополнительные клеммы, перемычка, дополнительные

1 блоки шунтирования, калиброванные провода, клеммные колодки, состоящие из клемм, соединенных шинами, причем

le разрыв цепи, соединяющей второй вывод добавочного резистора со вторым выводом блока стабилизации тока, и к выводу, соединяющему блок измерительной декады с установочным резистором, подключено по несколько дополнительных клемм, соединенных между собой шинами, перемычка соединяет с помощью дополнительных клемм блок стабилизации тока с добавочным резистором.

Причем, вход и выход каждого блока шунтирования подключены к вспомогательным клеммам, а в каждом блоке шунтирования параллельно одному из резисторов подключены последовательно соединенные регулируемый и постоянный вспомогательные резисторы, в три штепсельные гнезда введено по одному добавочному контакту, соединяющему каждый контакт посредством штепселя с одним из выводов одного из резисторов, а также введены три пары дополнительных резисторов, резисторы каждой пары соединены последовательно, один из крайних выводов каждой пары подключен ко вторым выводам одного из резисторов и введено три механически связанных трехпоэиционных дополнительных переключателя, имеющих по одному неподвижному холостому контакту, два других неподвижных контакта соединены с остальными выводами каждой пары дополнительных резисторов, а каждый подвижный контакт подключен к одному из добавочных контактов штепсельных гнезд.

На фиг. 1 представлена схема многопредельного ступенчатого потенциометра с четырьмя дополнительными блоками шунтирования; на фиг., 2— два конкретных варианта получения различных пределов измерения.

5 9419

Потенциометр содержит блок 1 измерительной декады, последовательно соединенные с ним добавочный резистор 2 и установочный резистор 3, второй вывод которого подключен к од» 5 ному из полюсов источника 4. питания, к другому полюсу его подключен блок

5 стабилизации тока, вспомогательный потенциометр 6, измерительная цепь которого соединена с одним из выводов блока измерительной декады, блок

7 шунтирования, дополнительные блоки 8-11 шунтирования, дополнительные клеммы 12-14, подключенные соответственно ко второму выводу блока стабилизации тока, .ко второму выводу добавочного резистора и к общему выводу блока измерительной декады и установочного резистора, шины 15- 17, соединяющие друг с другом дополни- 26 тельные клеммы, перемычка 18, клем" мные колодки 19, вспомогательные клеммы 20-29, подключенные к блокам шунтирования, калиброванные провода:

30-39, добавочные контакты 40-42 2 штепсельных гнезд, штепсельные гнезда 43-45, штепсели 46 и 47, вспомогательные резисторы 48 и 49, включенные паралйельно одному из резисторов блока шунтирования, дополнительные 30 резисторы 50-55 блока шунтирования, три трехпозиционных механически свяI занных дополнительных переключателя

56, их неподвижные контакты 57-65, резисторы 66 и 67блока шунтирования, клеммы 68 для подключения измеряемого напряжения, нормальный элемент 69 и последовательно соединенный .с ним нуль-индикатор 70.

1 бО

Иногопредельный ступенчатый потенциометр постоянного тока работает следующим образом.

Ток, создаваемый батареей источни" ка 4 и блоком 5 стабилизации тока, б5 проходит через установочный резистор

3 и.разветвляется. Через блок 1 .из" мерительной декады проходит определенная часть его, а остагьная частьчерез блоки шунтирования. Пределы

SO измерения, т.е. та часть общего тока, которая проходит через блок измеригельной декады, определяется структурой схемы, в которую включены блок шунтирования и дополнительные блоки шунтирования, и величиной сопротив55 ления каждого из них. На фиг. 2 (вверху) показан один из вариантов ,включения с использованием всего

03 6 двух дополнительных блоков 8 и 9 шунтирования, а на фиг. 2 (внизу) один из вариантов с использованием всех четырех дополнительных блоков 8-11 шунтирования. Включение блоков шунтирования осуществляется с помощью всех или части калиброванных проводов 30-39, шин 15-.17, дополнительных клемм 12-14, клеммных колодок 19, вспомогательных клемм 20-29 и перемычки 18; На верхней схеме фиг. 2 перемычка 18,разомкнута и ток, создаваемый батареей источника 4, проходит через установочный резйстор 3 и разветвляется на две ветви: ветвь, состоящую.из последовательно соединенных блока 1 измерительной декады, добавочного резистора 2 и дополнительного блока .9. шунтирования, и на ветвь, состоящую из последовательно соединенных блока 7 шунтирования и дополнительного блока 8 шунтирования.

На дополнительных клеммах 12 эти токи вновь сливаются и, проходя через блок 5 стабилизации тока, возвращаются в источник питания 4; На нйж" ней схеме фиг. 2 показан более сложный вариант включения блока шунтирования и дополнительных блоков шунти- . рования, Сопротивления каждого блока шунтирования при последовательном соединении его резисторов должны . быть одинаковы и равны суммарному сопротивлению блока 1 измерительной декады и добавочного резистора 2.

Для поддержания этого равенства в блоке 7 шунтирования:служит регулируемый вспомогательный резистор 49, 1 который вместе со вспомогательным резистором 48 шунтирует резистор 66.

Аналогичная схема корректировочного устройства содержится и в дополнительных блоках 8-11 шунтирования.Под-.. стройка может осуществляться любыми известными методами. Каждый блок шунтирования может иметь три разные номинальные сопротивления - максимальное,.а также два соответственно уменьшенные по сравнению с ним в четыре и в девять раз. (См. примечания}. Дополнительные переключатели и дополнительные резисторы служат для исключения погрешностей, вносимых сопротивлениями калиброванных проводов. Каждый из трех дополнительных переключателей 56 обслуживает одну из трех возможных схем включения блока шунтирования. Включение на хо-, формула изобретения

7 9419 ластой контакт соответствует тому варианту включения блока, когда его калиброванные провода не используются вовсе, но средний контакт - варианту с использованием одного калиб- 5 рованного провода а третий контакт - варианту d использованием обоих калиброванных проводов. Аналогичwe схемы имеются и во всех дополнительных блоках шунтирования. С помощью дополнительных резисторов,включаемых дополнительными переключателями параллельно одному из резисторов блока шунтирования, сопротивление блока уменьшается на сопротивление калиброванных проводов. Вспомогательные и дополнительные резисторы являются непрецизионными, например, они могут быть однопроцентными. При правильном выборе предела измерения большая часть измеряемого напряжения должна уравновешиваться с помощью блока 1 измерительной декады, что и обеспечивает весьма высокую точность измерения. Полное уравновешивание достигается с помощью вспомогательного потенциометра б, для чего измеряемое напряжение подается на клеммы

68. Потенциометром 6 может быть обычный многодекадный потенциометр высокой точности, например, типа Р348.

Число различных пределов измерения в устройстве очень велико, так как с помощью всего лишь нескольких дополнительных блоков шунтирования может быть построено довольно значительное число разных схем. Так,при наличии всего лишь двух дополнительных блоков шунтирования число разных схем с участием всех трех блоков 4в шунтирования равно девяти, а вместе с схемами, содержащими меньшее число этих блоков (тринадцати) . Так как каждый дополнительный блок шунтирования и блок

: шунтирования могут иметь по три разных номинальных сопротивления, то в каждой из упомянутых девяти схем возможно десять различных сочетаний этих со1 противлений. Хотя некоторые пределы повторяются, тем не менее вместе со всеми частными случаями общее число различных пределов оказывается равным сто пятнадцати, В частности, верхняя схема на фиг. 2 имеет шестнадцать различных пределов, а не десять, так как даже при одном каком-то из различных возможных сочетаний сопротивлений всех блоков шунтирования суще03 8 ственно в какой именно части разветвленной схемы находится тот или иной блок шунтирования. )Ввиду большого числа пределов измерения должны быть составлены таблицы пределов с одновременным указанием схемы коммутации для каждого предела. Все клеммы и калиброванные провода должны иметь цифровые или буквенные обозначения.

Таким образом,. при увеличении общего числа прецизионных резисторов на небольшую величину происх дит значительно большее увеличение числа различных пределов измерения: на одну корректировку (подстройку) при:ходится большое число различных пределов.

При наличии всего двух дополнительных блоков шунтирования увеличение числа прецизионных резисторов по сравнению с известными блоками всего.на восемь штук приводит к увеличению числа пределов в 28,7 раз или на 112 пределюв. На одну корректировку приходится 38 пределов. С увеличением числа дополнительных блоков шунтирования эффективность устройства существенно повышается.

1. Иногопредельный ступенчатый потенциометр постоянного тока, содержащий подстроечные элементы, источник питания, соединенный одним из выводов с блоком стабилизации тока, блок измерительной декады, добавочный резистор, установочный резистор,при этом один вывод добавочного резистора соединен с одним из выводов блока измерительной декады, второй вывод блока измерительной декады соединен с установочным резистором, другой вывод которого подключен ко второму выводу источника питания, а также нормальный элемент, нуль-имдикатор, вспомогательный потенциометр, клеммы и блок шунтирования,.причем нормальный. элемент через нуль-индикатор зашунтирован установочным резисторам, вспомогательный потенциометр соединен одним из выводов с блоком измерительной декады, а другим - с одной из клемм, вторая клемма соединена с одним из выводов блока измерительной декады, а в блок шунтирования входят четыре последовательно соединенных резистора, каждый из выводов которо9 9419 го соединен с гнездами коммутаторов, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительные клеммы, перемычка, дополнительные блоки шунтиро- 5 вания, .калиброванные провода, клеммные колодки, состоящие из клемм, соединенных шинами, причем в разрыв цепи, соединяющей второй вывод добавочного резистора со вторым выводом блока стабилизации тока, и к выводу, соединяющему блок измерительной декады с установочным резистором, подключено по несколько дополнительных .клемм, соединенных между собой шинами, перемычка соединяет с .помощью дополнительных клемм блок стабилизации тока с добавочным резистором.

2. Потенциометр по п. 1, о т л и- 20 ч а ю шийся, тем, что вход и выход каждого блока шунтирования подключены к вспомогательным клеммам,а в каждом блоке шунтирования парал-о лельно одному из резисторов подключе- ?5 ны последовательно соединенные регулируемый и постоянный вспомогатель03 10 ные резисторы, в три штепсельных гнезда введено по одному добавочному контакту, соединяющему каждый контакт посредством штепселя с одним иэ выводов одного из резисторов,- а также введены три пары дополнительных ре.зисторов, резисторы каждой пары соединены последовательно, один из крайних выводов каждой пары подключен ко вторым выводам одного иэ резисторов и введено три механически связанных трехпозиционных дополнительных переключателя, имеющих по одному неподвижному холостому контакту, два других неподвижных контакта соединены с остальными выводами каждой пары дополнительных резисторов, а каждый . подвижный контакт подключен к одному . из добавочных контактов штепсельных гнезд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

tt б79899, кл. G 01 R 17/20, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

IF 593157» кл. G 01 R 17/20, 1974.

941903

Составитель В. Семенчук

Редактор В.Лазаренко Техред K. Мыцьо .

Корректор И.Шароши

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 4.Заказ 4829/33 Тираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113D35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5