Преобразователь значения емкости конденсаторов в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ В КОД, содержащий измерительный генератор с колебательным контуром, выход которого соединен с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, перекч лючатели, один из которых включен . последовательно с колебательными контуром измерительного генератора, а второй - параллельно с ним, причем выход измерительного генератора подключен к входу формирователя импульсов , выход которого подключен к входу счетчика, блок управления, первый , второй и третий выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих элементов И, четвертый выход соединен с входом Уста- j новка О реверсивного счетчика, пятый и шестой выходы подключены к управляющим входам первого и второго переключателей соответственно, причем второй вход первого элемента И соединен с выходом кварцевого генератора , а выходы второго и третьего элементов И подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика соответственно, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены суммирующий счетчики импульсный перемножитель, причем выходы младших разрядов суммирующего i счетчика подключены к сигнальным входам, а выходы старших разрядов W С этого счетчика - к управляющим вхог дам перемножителя, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов и, а выход первого элетлента И соединен с входом суммирующего счетчика, вход Установка О которого подключен к седьмому выходу блока управления, первый вход которого в свою очередь подключен к выходу счетчика, а вто00 рой - к выходу формирователя импульсов . со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5В G R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3317790/18-21 (22) 15.07.81, (46) 30.03.83. Бюл..М 12 (72) Е.С. Варга, М.A. Гаврилюк, Т.Г. Галамай и Л.В. Мороз (53),621.317.738(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 310198, кл. G 01 R 27/26, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 711494, кл. G 01 R 27/26, 1977 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ

ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ В КОД, содержащий измерительный генератор с колебательньм контуром, выход которого соединен с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, перек. лючатели, один из которых включен последовательно с колебательными контуром измерительного генератора, а второй - параллельно с ним, причем выход измерительного генератора подключен к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, блок управления, первый,. второй и третий выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих элементов И, четвертый выход соединен с входом "Установка 0" реверсивного счетчика, пя- тый и.шестой выходы подключены к управляющим входам первого и второго переключателей соответственно, причем второй вход первого элемейта И соединен с выходом кварцевого генератора, а выходы второго и третьего . элементов И подключены к сувыирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика соответственно, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены суммирующий счетчик и импульсный перемножитель, причем вы ходы младших разрядов суммирующего счетчика подключены к сигнальным входам, а выходы старших разрядов этого счетчика — к управляющим вхо,дам перемножителя, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, а выход первого элемента И соединен с вхо- Я дом суммирующего счетчика, вход

"Установка 0" которого подключен к седьмому выходу блока управлания, первый вход которого в свою очередь подключен к выходу счетчика, а второй — к выходу формирователя импульсов.

1008673

Изобретение относитс: к измерительной ° технике и може быть использовано в приборах для измерения емкости.

Известно устройство для измере«

:ния емкости, содержащее автогенератор с иэмеряеМой емкостью, эталонный автогенератор, генератор импульсов, формирователи, пересчетные схемы, реверсивный счетчик (1 l.

Недостатки. данного устройства — 10 низкая точность измерения, обусловленная возникновением во времени разности частот эталонного и измерительного генераторов, и сложность.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является устройство для измерения емкости конденсаторов, содержащее изме-, рительный генератор с колебательным контуром, выход которого соединен с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, переключатели, один из которых включен параллельно с колебательным контуром измерительного генератора, а другой — последовательно с ним, импульсный кварцевый генератор, формирователь импульсов, счетчик, реверсивные счетчики, четыре элемента И и блок управления (2 ).

Недостаток известного устройства заключается в низком быстродействии.

Время преобразования значения емкости в код равно

35 где < — коэффициент пересчета счетчика;

Т„,Т - периоды колебаний при подключении к измерительному генератору емкостей 4Q

Сп+С о+С„и Cg+C соответственно (Сп — емкость переключателей; С вЂ” емкость измерительного генератора;.

С вЂ” измеряемая емкость). 4

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства при сохранении простоты его аппаратурной реализации.

Поставленна: цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный генератор с колебательным контуром, выход которого соединен с зажимами для подключения измеряемого конденсатора, переключатели, один из которых включен последовательно с ко- 55 лебательным контуром измерительного генератора, а второй — параллельно с ним, причем выход измерительного генератора подключен к входу формирователя импульсов, выход которого под- 60 ключей к входу счетчика, блок управления, первый, второй и третий выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих элементов И, четвертый выход соединен с входом где „И!

No средняя частота сле12. дования импульсов на выходе перемножителя 12;

Мд — емкость суммирующего счетчика 7;

"Установка 0" реверсивного счетчика, пятый и шестой выходы подключены к управляющим входам первого и второго переключателей соответственно, причем второй вход первого элемента

И соединен с выходом кварцевого генератора, а выходы второго и третьего элементов И подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика соответственно, дополнительно введены суммирующий счетчик и импульсный перемножитель, причем выходы младших разрядов суммирующего счетчика подключены к сигнальным входам, а выходы старших разрядов этого счетчика — к управляющим входам перемножителя, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И, а выход первого элемента И соединен с входом суммирующего счетчика, вход "Установка 0" которого подключен к седьмому выходу блока управления, первый вход которого в свою очередь подключен к выходу счетчика, а второй — к выходу формирователя импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 управления, измерительный генератор

2, кварцевый генератор 3, переключатели 4 и 5, счетчик б, суммирующий счетчик 7, реверсивный счетчик 8, элементы И 9-11, импульсный перемножитель 12, формирователь 13 импульсов и измеряемый конденсатор 14.

Работа устройства происходит в два периода.

В первый период замыкается переключатель 4 и размыкается переключатель 5. К колебательному контуру подключена емкость C +Co+С„. Колебания с измерительного генератора 2 поступают на вход счетчика б и на второй вход блока 1 управления. Блок 1 управления открывает на время Т = Т„ (где k — коэффициент пересчета счетчика б; Т вЂ” период колебаний на выходе измерительного генератора 2) элементы И 9 и 10. Импульсы частоты с выхода кварцевого генератора 3 поступают через открытый элемент И 9 на вход суммирующего счетчика 7.

Суммирующий счетчик 7 и импульсный перемножитель 12 представляют собой устройство, работающее по принципу двоичного умножителя и реализующее зависимости вида

1008673

10 г„, 15 или у2 (gy }2

Я

Z t4î или 7(1= Π— число в суммирующем счетчике 7, нарастающее во времени по линейному закону.

Выходные импульсы перемножителя

12 импульсов поступают через открытый элемент И 10 на суммирующий вход реверсивного счетчика S.

По окончании времени kT в ревер» сивном счетчике 8 запишется число окончание первого периода работы устройства характеризуется тем, что блок 1 управления закрывает элементы И 9 и 10, а в реверсивном счетчике 8 записанном число N

Конец первого периода работы означает начало второго периода. При

25 этом блок 1 управления размыкает переключатель 4 и замыкает переключатель 5 и устанавливает суммирующий счетчик 7 в нулевое состояние. К контуру подключена емкость Co+Сп. Первый импульс с выхода формирователя, поступает на блох 1 управления, от-. крывает элементы И 9 и 11. Время преобразования во втором периоде Т2=kTÎ где Т вЂ” период колебаний на выходе измерительного генератора 2 при подключении к колебательному контуру емкости

Co+CA

Импульсы с выхода импульсного пе- 4О ремножителя 1.2 через открытый элемент И 11 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 8.

За время Т на вход реверсивного счетчика 8 гоступит число N2 импульсов, равное

По окончании обоих периодов работы реверсивный счетчик 8 зафиксирует число

Таким образом, в предложенном преобразователе по сравнению с про;тотипом достигнуто. значительное уве-. личение быстродействия,(время преобразования Тд„= kT + .kT ) .

Увеличение быстродействия произошло практическибез усложненияустройства, поскольку из состава. устройства исключен реверсивныйсчетчик,взамен ко торого введены суммирующий счетчик и импульсный перемножитель, состоящий в общем случае из группы элементов И, причем число элементов .И равно половине числа разрядов суммирующего счетчика 7.

Технико-экономическая эФфективность от внедрения изобретения заключается в сокращении времени измерения.

1008673

Составитель Л. Сотникова

Техред М.Коштура Корректор В. Бутяга

Редактор А. Лежнина

Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

Заказ 2331/56

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4