ЦИФРОВОЙ ОММЕТР

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для измерения сонротивления.
Известны устройства для измерения активного сонротивления, основанные на пропускании через измеряемое сопротивление постоянного тока и содержащие источник постоянного напряжения, образцовый и измеряемый резистор, усилитель постоянного тока и вольтметр, измеряющий напряжение на выходе усилителя, пропорциональное измеряемому сопротивлению. Бирюков С. Цифровой мультиметр. //Радио, №5, 1996,с.32-33.
Известно устройство для измерения сопротивления, выбранное в качестве прототипа, содержащее источник опорного напряжения, операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен измеряемый резистор, первый образцовый резистор, соединенный с инвертирующим входом усилителя и источником опорного напряжения, а также второй образцовый резистор, подключенный параллельно измеряемому резистору, и цифровой вольтметр, подключаемый к выходу операционного усилителя. Цаплин И. Об измерении запредельных значений параметров. // Радио, №10,1999.
Недостатком указанного измерителя сопротивления является отсутствие непосредственного представления результата измерения в единицах сопротивления, а также нелинейность щкалы преобразования. Задачей полезной модели является линеаризация шкалы цифрового
омметра.
Это достигается тем, что в цифровом омметре, содержащем источник опорного напряжения, инвертирующий операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включен измеряемый резистор, первый образцовый резистор, подключенный к источнику опорного напряжения и инвертирующему входу инвертирующего операционного усилителя, а также второй образцовый резистор, подключенный параллельно измеряемому сопротивлению, согласно полезной модели, дополнительно введены суммирующий операционный усилитель, цифровой вольтметр, измеряющий отношение измеряемого и опорного напряжений, и резистивный делитель напряжения. Причем первый вход суммирующего усилителя соединен с источником опорного напряжения, второй вход - с выходом инвертирующего операционного усилителя, выход - со входом опорного напряжения вольтметра, выход инвертирующего усилителя соединен со входом резистивного делителя, а выход резистивного делителя с измерительным входом цифрового вольтметра. Результат измерения отображается цифровым вольтметром. Положительный эффект достигается за счет изменения опорного напряжения на входе цифрового вольтметра при изменении измеряемого сопротивления и зависящего от него напряжения на измерительном входе цифрового вольтметра. При точной настройке сопротивлений образцовых резисторов и параметров преобразования цифрового вольтметра достигается полная линеаризация.
10 С li
2
Цифровой омметр содержит последовательно соединенные источник опорного напряжения 1(U,.), образцовый резистор 2(Rp..), образцовый резистор 3(R,n.), измеряемый резистор 4(R ), подключенный параллельно об)2.X
разцовому резистору 3(К,л,5), инвертирующий операционный усилитель 5, вход которого подключен к точке соединения измеряемого резистора 4(R )
и образцовых резисторов 2(R,4,) и 3(Rp.,j), а выход подключен к точке соединения измеряемого резистора 4(R ) и образцового резистора 3(Rp.),
суммирующий операционный усилитель 6, соединенный через образцовые резисторы 7(R,.,.) и 8(R...) с источником опорного напряжения 1(U,,) и
выходом инвертирующего операционного усилителя 5, в цепи обратной связи суммирующего операционного усилителя включен образцовый резистор 9(Rr)c), резистивный делитель напряжения, состоящий из резисторов
10(R,,-) и ll(Rp.), причем выходным напряжением резистивного делителя напряжения является напряжение на резисторе ll(Rp,-), цифровой вольтметр 12, измеряющий отношение напряжения на резисторе 11(R,.-) к напряжению на выходе суммирующего операционного усилителя 6.
Устройство работает следующим образом.
Источник опорного напряжения UU.) и образцовый резистор 2(R...)
образуют искусственный генератор тока. Нагрузкой генератора тока служат параллельно включенные образцовый резистор 3(R..) и измеряемый рези3
.
стор 4(R ), падение напряжения на которых равно выходному напряжению
инвертирующего операционного усилителя 5.
.
/R лхир.(1)
X RQJ (
и - выходное напряжение инвертирующего операционного усилителя 5;
и ,4- напряжение источника опорного напряжения 1; R...- сопротивление образцового резистора 2; Rp.,j- сопротивление образцового резистора 3; R - сопротивление измеряемого резистора 4.
ПpиR 0 .
Л.л.
и .. XX R О
Таким образом шкала преобразователя сопротивления в напряжение на основе инвертирующего операционного усилителя 5 прямо пропорциональна измеряемому сопротивлению и нелинейна.
Для линеаризации щкалы используется суммирующий операционный усилитель 6, на выходе которого формируется напряжение, подаваемое на вход опорного напряжения цифрового вольтметра 12.
05. тт 05.02. х
хТТ --iLLx i xX.ту
/2, Ч
- выходное напряжение суммирующего операционного усилителя 6; к.
R..T- сопротивление образцового резистора 7; 04 сопротивление образцового резистора 8; R..- сопротивление образцового резистора 9. На измерительный вход цифрового вольтметра 12 подается напряжение
lv,4 RAO
Y, Xу ту/ON
OlCRx-1 02) °
UT- напряжение на измерительном входе цифрового вольтметра 11;
R.4,-- сопротивление образцового резистора 10;
R,- сопротивление образцового резистора 11.
При выполнении условий R... по  п П4 напряжения на измерительном и опорном входах цифрового вольтметра будут равны соответственно:
К-лтR
TR R -.R 0(4)
i R,. +R,.. (,.) U
07
05.. 02 ..ц
()  5
(5)
Поскольку цифровой вольтметр 12 измеряет отношение напряжений на измерительном и опорном входах, цифровой код на выходе вольтметра будет линейно зависеть от измеряемого сопротивления.
к.. ) R
N-Sx 0 (6)
05 02
где N- код на выходе цифрового вольтметра 12;
S - коэффициент преобразования цифрового вольтметра 12. Таким образом в цифровом омметре при точной настройке сопротивлений образцовых резисторов и параметров преобразования цифрового вольтметра обеспечивается линейность шкалы отсчета. 6