Измеритель параметров комплексных сопротивлений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф 1 "/ г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3780838/24-21 (22) 22.06.84 (46) 15.01.86. Бюл. М- 2 (72) M.Н.Сурду, Ю.P.Агамалов, Ю.А.Смоляр, P.Ä.Òó÷èí, Д.А.Бобылев, Н.И.Михайленко и В.M.Ìîãèëåâñêèé (53) 621.317.33(088.8) (56) Карандеев К.Б. Специальные методы электрических измерений.

М. — Л. Госэнергоиздат, 1963,ст.310320.

Сологовский Е.А., Гаврилюк М.А.

Электронные измерители С,L„R. Киев:

Вища школа, 1978, ст.94-104. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ, содержащий айалого-цифровой преобразователь, кодовый выход которого подключен к первому входу цифрового отсчетного блока, генератор, соединенный с входом измерительной цепи, первым входом первого синхронного детектора и входом формирователя опорного напряжения, первый выход которого связан с опорным входом первого синхронного детектора, а второй выход — с опорным входом второго синхронного детектора, выход измерительной цепи соединен с первыми входами второго синхронного детектора и комЬаратора

„„SU„„1205062 А 5114 G 01 R, 27/02 напряжения, второй вход .которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход — к входу счетчика пределов, выход которого соединен с управляющим входом измерительной цепи, выход первого синхронного детектора связан с первым входом аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерений, он,снабжен управляемым усилителем постоянного тока, вспомогательным счетчиком, сумматором и эадатчиком кода, причем первый вход управляемого усилителя постоянного тока соединен с выходом второго синхрон- Е ного детектора, его выход — с вторым входом аналого-цифрового преоб- . разователя, а его управляющий вход— с первым входом сумматора и выходом вспомогательного счетчика, вход ко" Я торого связан с выходом переполне-, ния и установочным входом аналогоцифрового преобразователя, информационный вход которого соединен с 4 Р выходом задатчика кода, второй вход Ql сумматора соединен с выходом счет- (, чика пределов, а его выход " с вто- фф рым входом цифрового отсчетного ЬЭ блока. 1205062

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, приборам для измерения параметров комплексных сопротивлений, а именно к той группе этих приборов, которая основана на измерении параметров комплексных сопротивлений методом прямого преобразования.

Целью изобретения является расширение пределов измерений.

На чертеже. приведена струк- . турная схема предлагаемого измерителя.

Измеритель параметров комплексных сопротивлений содержит генератор

1, подключенный к входу синхронного детектора 2, измерительной цепи 3, выход которой через синхронный детектор 4 соединен с информационным входом управляемого усилителя 5 постоянного тока (УПТ), и входом формирователя 6 опорных напряжений, . аналого-цифроной преобразователь (АЦП) 7, информационные входы которого подключены соответственно к входам синхронного детектора 2 и, управляемого УПТ 5, а выход — к цифровому отсчетному блоку 8,счетчик 9 пределов, соединенный с измерительной цепью 3, вспомогательный счетчик 1О, соединенный с управляющим входом управляемого УПТ 5, сумматор 11, связанный по входам с выходами счетчика 9 пределов и вспомогательного счетчика 10, а выходом— с цифровым отсчетным блоком 8, компаратор 12 напряжений, входы которого подключены к,выходу измерительной цепи 3 и источнику 13 опорно-. î напряжения, а выход — к счетчику 9 пределов, задатчик 14 кода, выход которого соединен с входом АЦП 7,.

Измерительная цепь 3 состоит иэ усилителя 15 постоянного тока, в обратную связь которого включена образцовая регулируемая мера (Z ) 16.

Измеряемый объект (Z>)17 включается между входом усилителя . 15 и выходом генератора 1.

Измеритель параметров комплексных сопротийлений работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 9 пределов и вспомогательный счетчик

10 обнулены.

Сигнал генератора i поступает на измерительную цепь 3, к выходу которой подключен компаратор 12 напряжений, который производит сравнение выходного напряжения U измерительной цепи 3 с напряжением U источника 13 и вырабатывает сигнал на переключение счетчика 9 пределов таким образом, что посредством коммутации образцовой меры Z,âûxoäíoå напряжение U„ всегда удерживается внутри заданного динамического циапа1Î зона 0,1 U U„(U . Если измерению подлежат емкость и сопротивление объекта по параллельной схеме

1 замещения, то измеряемые параметры

C„ R определяются отношениями:

С = — 11

1 к „ д с

2О х = о

При измерении индуктинности и сопротивления по параллельной схеме замещения, емкости по последовательной схеме замещения и других параметрон измеритель работает следующим

30 образом.

Пусть, например„ измеряются параметры конденсатора. В этом случае при измерении емкости С напряжение

Т „.UД на выходе синхронногo детектора 2 находится в том же динамическом диапазоне„ что и напряжение U на выходе измерительной цепи. При этом код АЦП 7 изменяется на выбранном диапазоне 0,1 N „à zN «а М,„„,.

Если код АЦП 7 не находится н указанных пределах, то это свидетельствует о неправильно выбранном диапазоне измерения. Пранильная работа измерителя при этом восстанавливается измерением состояния счетчика 9 пределов и образцовой меры измерительной цепи 3.

Если измеряется сопротинление R> конденсатора, то напряжение Е Ь„ на выходе синхронного детектора 4 при чравильно выбранном диапазоне измерения изменяется н динамическом диапазоне О 4 R@U „ а 1БХ, что соответствует изменению сопротивления

R „ от R ;„ до бесконечности. Однако АЦП 7 не может сформировать код

М больший, чем N, что резко ограничинает диапазон измерения. Для

205062

Составитель В.Савинов

Редактор А.Лежнина Техред С.Мигунова

Корректор В.Бутяга

Подписное

Заказ 8523/47

Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород„ ул. Проектная, 4

3 1 расширения диапазона измерения R в предлагаемый измеритель введены усилитель 5 постоянного тока с переменным коэффициентом усиления, изб меняющимся десятикратными ступенями, и вспомогательный счетчик 10, управляющий усилителем.

Допустим, что сопротивление конденсатора велико, поэтому N > N „„.

В этом случае в процессе измерения формируется сигнал переполнения, поступающий на дополнительный счетчик 10 и изменяющий его состояние на единицу. Это приводит к возрастанию коэффициенre усиления усилителя 5 постоянного тока в десять раз и сле9 довательно, к десятикратному уменьI

1Щ шению отношения на вых

R U оде с М

АЦП 7 и соответствующего ему кода И к.

Если при увеличенном коэффициенте усиления усилителя постоянного тока по-прежнему происходит переполнение счетчика АЦП 7, то вновь изменяют состояние вспомогательного счетчика

10 на единицу и увеличивают коэфф циент усиления усилителя 5 постоячного тока в десять раз. Этот проrrecc повторяют до тех пор, пока выходной код АЦП 7 Nrr не, будет меньше N,. При этом число и, записанное в дополнительном счетчике 10, показывает на сколько нужно изменить порядок числа Чя по сравнению с номинальным диапазоном измерения (при и = О). Для правильного инди1О цирования порядка результата измерения служит (логический) сум— матор 11, суммирующий коды счетчика

9 пределов и вспомогательного счетчика 10. При переполнении АЦП 7 и

l5 изменении коэффициента усиления усилителя 5 постоянного тока необходимо учесть предыдущий код Х „

/71 Вф накопленный к этому времени АЦП 7, и измерение начинать с установки

20 АЦП 7 кода, равного одной десятой

GT максимального. С этой целью в предлагаемый измеритель введен задатчик 14 кода, при помощи которого на информационные входы АЦП 7 задает25 ся код„ численное значение которого равно 0,1 Х„,, а на вход его записи подается сигнал переполнения.