Цифровой измеритель активных сопротивлений

 

Изобретение может быть использовано в цифровых омметрах. Цель изобретения - повьппение точности измерения . Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, переключатель 2, преобразователь 3 сопротивление - напряжение, интегрирующий преобразователь напряжение - код на переключателе 7, интеграторе 8 и цифровом блоке 9. Введение компаратора 10 напр-яжения, элементов И 12 и 15, цифроаналогового преобразователя 11, счетчика 13, формирователя 14 импульсов и вьшолнение цифрового блока 9 в. виде нуль-органа 19, триггера 20, генератора 21, элемента И 22, результирующего счетчика 23 и распреде,- лителя 24 управляющих сигналов увеличивают коэффициент подавления сетевой помехи. 1 з.п.ф-лы. 4 ил. i (Л &2 со о 00 (Г со О) 9U2.1

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (Я) 4 G 01 R 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Уиг. 3

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2) ) 3885493/24-21 (22) 19. 04. 85 (46) 07.05,87, Бюл. 17 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) A.С. Антипов, Г.А. Асаевич, . Н,Н. Бессонов и А.Л, Рейнгольд (53) 621.317.331(088.8) (56) Мейзда Ф, Интегральные схемы..

Технология и применение. -M,: Мир, 1981, с.162 и 170, рис, 5 ° 37 и 6.6.

Авторское свидетельство СССР

У 1018044, кл. G 01 R 27/02, 1981, Авторское свидетельство СССР

У 464867, кл. G 01 R 27/00, 1973. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ АКТИВНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ (57) Изобретение может быть испольэовано в цифровых омметрах, Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, переключатель 2, преобразователь 3 сопротивление— напряжение, интегрирующий преобразователь напряжение — код на переключателе 7, интеграторе 8 и цифровом блоке 9. Введение компаратора 10 напряжения, элементов И 1 2 и 15, цифроаналогового преобразователя 11, счетчика 13, формирователя 14 импульсов и выполнение цифрового блока 9 в виде нуль-органа 19, триггера 20, гене. ратора 21, элемента И 22, результи. рующего счетчика 23 и распреде,- лителя 24 управляющих сигналов увеличивают коэффициент подавления сетевой помехи. 1 s.ï.ô-лы.

4 ил.

1 130893

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых омметрах, в частности, для дистанционных измерений активных сопротивлений, расположенных на удалении от измерительного прибора порядка сотен метров, при этом также измерения характеризуются высоким уровнем сетевой помехи, наводимой на измерительную линию, 10

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения коэффициента подавления сетевой помехи, f5

На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя активных сопротивлений„ на фиг.2 — диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 схема формирователя импульсов с управляемой задержкой; на фиг,4 — диаграммы, поясняющие работу формирователя импульсов с управляемой задержкой, Цифровой измеритель активных сопротивлений (фиг,l) содержит источник

1 опорного напряжения, переключатель

2, преобразователь 3 сопротивлениенапряжение на операционном усилителе

4 и входном токозадающем резисторе 5, З0 измеряемый резистор 6, интегрирующий преобразователь напряжение-код на переключателе 7, интеграторе 8и цифровом блоке 9, компаратор 10 напряжения, цифроаналоговый преобразователь

11, элемент И 12, счетчик 13, формирователь 14 импульсов с регулируемой задержкой, элемент И 15, шину 16

"Пуск" и шину 17 сетевого напряжения

50 Гц. Цифровой блок 9 состоит из ре- 40 зистора 18, нуль-органа 19, триггера

20, генератора 21, элемента И 22, результирующего счетчика 23 и распределителя 24 управляющих сигналов, Источник 1 опорного напряжения 4S подключен к первому контакту пере— ключателя 2, второй контакт которо- го соединен с шиной нулевого потенциала, Подвижный контакт переключателя 2 подключен к первому контакту переключателя 7 и входному токозадающему резистору 5 преобразователя 3 ,сопротивление-напряжение на операционном усилителе 4, в обратную связь которого включен измеряемый резистор

6, Выход преобразователя 3 сопротивление-напряжение подключен к второму контакту переключателя 7, третий контакт которого, соединен с первым вы6 2 водом резистора 18. Управляющие входы переключателей 2 и 7 соединены соответственно с первым и вторым выходами распределителя 24 управляющих сигналов. Подвижный контакт переключа.теля 7 соединен с входом интегратора 8, выход которого подключен к входу нуль-органа 19 и первому входу компаратора 10 напряжения ° Второй вход последнего соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 11, выход — с первым входом элемента И

12, второй вход которого подключен к третьему выходу распределителя 24 управляющих сигналов, а третий вхОд— к выходу генератора 21, третьему входу распределителя 24 управляющих сигналов и второму входу элемента И

22, Выход элемента И 12 соединен с входом счетчика 13, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя 11 и управляющим входам формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой, Сигнальный вход формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой соединен с входом генератора 21 и шиной 17 сетевого напряжения 50 Гц, Выход формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой подключен к первому входу элемента И 15, второй вход которого соединен с шиной 16 "Пуск", а выходс вторым входом распределителя 24 управляющих сигналов, Выход нуль-органа 19 соединен с вторым выводом резистора 18 и сбросовым входом триггера 20, выход которого подключен к первым входам элемента И 22 и распределителя 24 управляющих сигналов, Четвертый выход распределителя 24 управляющих сигналов подключен к установочному входу триггера 20, Выход элемента И 22 соединен с входом результирующего счетчика 23, 1

Формирователь 14 импульсов с управляемой задержкой состоит из компаратора 25 напряжения, дифференцирующей цепочки на конденсаторе 26 и резисторе 27, диода 28, выхода 29, управляемого делителя напряжения на резисторах 30-34 и ключах 35-39, источников 40 и 41 опорного напряжения.

Входы 42-46 являются управляющими входами формирователя °

Работа формирователя импульсов с регулируемой задержкой иллюстрируется фиг.4, на которой показаны: а сетевое напряжение на шине 17; о и

3 .130893 — выходное напряжение компаратора

25 при различных коэффициентах деления управляемого делителя напряжения;

2 и — выходные импульсы формирователя на выходе 29, 5

В интервале t --t4 вход интегратора 8 опять подключается к резистору

18, а напряжение на выходе интегратора принимает исходный нулевой уровень и удерживается на нем (фиг,2 ), В момент t подвижный контакт пере9 ключателя 2 подключается к источнику l опорного напряжения. B интервале t<-t> вход интегратора 8 вторично подключается к выходу преобразователя 3 сопротивление-напряжение, В этом

На первый вход компаратора 25 поступает сетевое напряжение 50 Гц (фиг.40). На второй вход компаратора

25 поступает опорное напряжение с 10 управляемого делителя напряжения, уровень которого задается кодом на управляющих входах 42-46, Компаратор

25 срабатывает при повышении сетевым напряжением напряжения, снимаемого 15 с управляемого делителя (фиг,46 L).

Выходное напряжение компаратора дифференцируется емкостно-резистивной цепочкой. Диод 28 пропускает на выход 29 импульсы положительной поляр- 2р ности (фиг. 4,q).

Работа цифрового измерителя актив— ных сопротивлений иллюстрируется фиг,2, на которой представлены: q сетевое напряжение на шине 17 (50 Гц); напряжение сетевой помехи на входе интегратора 8; о — выходные импульсы формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой; — напряжение на выходе интегратора 8; 9 — сигналы подключения выхода преобразователя 3 сопротивление-напряжение к входу интегратора 8; e — сигнал подключения подвижного контакта переключателя ? к источнику опорного напряжения; Ж вЂ” сигнал подключения входа интегратора 8 к резистору 18; сигнал подключения входа интегратора

8 к подвижному контакту переключатетеля 2; к — пачка импульсов, подсчитываемая результирующим счетчиком 23, Цифровой измеритель активных сопротивлений работает следующим образом.. 45

В исходном состоянии (интервал

tö- „) вход преобразователя 3 сопротивление-напряжение подключен к шине нулевого потенциала, счетчики 13 и

23 сброшены в нуль, вход интегратора gp

8 подключен к резистору 18, Нри этом интегратор отслеживает исходный уровень за счет отрицательной обратной связи. Сетевое напряжение с шины 17 поступает на вход генератора 21 для подстройки егочастоты к частоте питающей сети, а также на вход формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой, Измерительный цикл начинается при возникновении единичного уровня на шине 16 "Пуск" (фиг,l) ° При этом ближайший выходной импульс формирователя 14 проходит через элемент И 15 и запускает распределитель 24 управляющих сигналов, который подключает вход интегратора 8 к выходу преобразователя 3 сопротивление-напряжение (фиг.2у). В интервале t<-t< на вход интегратора поступает напряжение сетевой помехи, К концу этого интервала на выходе интегратора 8 напряжение отлично от нуля (фиг.2 ) за счет неравенства времени интегрирования периоду помехи, В интервале вход интегратора 8 подключается к подвижному контакту переключателя 2 (фиг.2ц), а так как последний подключен к шине нулевого потенциала, то напряжение на выходе интегратора

8 остается без изменений (фиг,22), В этом интервале распределитель 24 сигналов управления открывает элемент

И 12, и на вход счетчика 13 проходят импульсы с выхода генератора 21, Цифроаналоговый преобразователь ll преобразует код, поступающий с выходов счетчика 13, в пропорциональное напряжение, которое возрастает с возрастанием числа в счетчике. При достижении выходным напряжением цифроаналогового преобразователя 11 уровня выходного напряжения интегратора

8 срабатывает компаратор 10 и своим выходом закрывает прохождение импульсов на счетчик 13, Код числа, подсчитанного счетчиком 13, посгупает на управляющие входы формирователя

14 импульсов с регулируемой задержкой, устанавливая такой коэффициент деления, при котором следующий выходной импульс формирователя 14 появляется приблизительно в момент перехода через нулевой уровень напряжения помехи на входе интегратора (фиг.23,$), 5 1308936 интервале интегратор 8 интегрирует и напряжение, пропорциональное измеря- г емому сопротивлению, и напряжение се" н тевой помехи (фиг.2 ). В момент вре- т мени t напряжение на выходе интег- 5 к

5 ратора пропорционально измеряемому н сопротивлению. В интервале -t про- т исходят преобразование выходйого нап- т ряжения интегратора во временной ин- н тервал и заполнение этого интервала 10 п счетными импульсами. Для этого вход т интегратора подключается к подвижно- р му контакту переключателя 2 (фиг.2ц), в который в это время подключен к ис- р точнику 1 опорного напряжения, Про- 15 р исходит разряд интегратора (фиг,2ф . т

В момент t распределитель 24 управ- ч

5 ляющих сигналов устанавливает в еди- с ницу триггер 20, который разрешает л прохождение счетных импульсов с выхо- 20 к да генератора 21 через элемент И 22 И на результирующий счетчик 23 (фиг,2к). з

При достижении выходным напряжением р интегратора 8 исходного нулевого г уровня (фиг, 2 2) сбрасывается триггер 25 з

20, прекращая прохождение счетных им- п пульсов на результирующий счетчик 23, п переключатель 7 подключает вход ин- г тегратора к резистору 18, а подвижный в контакт переключателя 2 подключается 30 н к шине нулевого потенциала, осло им- р пульсов, подсчитанное результирующим ч счетчиком 23, пропорционально значе- р нию измеряемого сопротивления. д

В качестве нуль-органа 19 может д быть использован компаратор напряжес ния К521САЗ, результирующего счетчика 23-микросхема К564ИЕ10, Распредес литель управляющих сигналов можно 4 а построить на сдвиговых регистрах

К564ИР9 и элементах И К564ЛА7. В качестве генератора 21 можно использовать генератор с автоматической подв стройкой частоты к частоте сетевого 4 напряжения, формула изобретения

1, Цифровой измеритель активных сопротивлений, содержащий источник опорного напряжения, первый переключатель, преобразователь сопротивление-напряжение, выполненный на оперативном усилителе с входным токозадающим резистором и включенным в обратную связь измеряемым резистором, а также интегрирующий преобразователь напряжение-код, состоящий из второго ереключателя, интегратора и цифрово о блока, причем источник опорного апряжения подключен к первому конакту первого переключателя, второй онтакт которого соединен с шиной улевого потенциала, а подвижный конакт — с входным токозадающим резисором преобразователя сопротивлениеапряжение и первым контактом второго ереключателя, подвижный контакт коорого соединен с входом интегратоа, выход которого соединен с первым ходом цифрового блока, первый и втоой выходы которого соединены с упавляющими входайи обоих переключаелей, отличающийся тем, то, с целью повышения точности за чет увеличения коэффициента подавения сетевой помехи, в него введены омпаратор напряжения, два элемента счетчик, цифроаналоговый преобраователь, формирователь импульсов с егулируемой задержкой, шина сетевоо напряжения, ппичем выход преобраователя сопротивление-напряжение одключен к второму контакту второго ереключателя, третий контакт котороо соединен с третьм выходом цифроого блока, выход интегратора соедиен с первым входом компаратора напяжения, второй вход которого подклюен к выходу цифроаналогового преобазователя, а выход — к первому вхоу первого элемента И, второй вход оторого соединен с четвертым выхоом цифрового блока, третий вход— пятым выходом цифрового блока, а

ыход — с входом счетчика, выходы четчика подключены к входам цифроналогового преобразователя и управляющим входам формирователя импуль" сов с регулируемой задержкой, сигнальный вход которого соединен с торым входом цифрового блока и ши" ной сетевого напряжения, а выход.— с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с шиной "Пуск", а выход — с третьим входом цифрового блока, 2. Измеритель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что цифровой блок содержит нуль-орган, резистор, триггер, третий элемент И, результирующий счетчик, распределитель управляющих сигналов и генератор, причем вход нуль-орган является первым входом цифрового блока, первый вывод резистора является третьим выхо7 1308936 8 дом цифрового блока, выход нуль-орга- ходы которого являются соответственна подключен к второму выводу резис- но первым, вторым и третьим выходами тора и сбросовому входу триггера, вы- распределителя управляющих сигналов, ход которого соединен с первыми вхо- четвертый выход которого соединен с дами третьего элемента И и распреде- 5 установочным входом триггера, выход лителя управляющих сигналов, выход генератора соединен с третьим входом третьего элемента И соединен с входом распределителя управляющих сигналов результирующего счетчика, второй вход и вторым входом третьего элемента И и распределителя управляющих сигналов является пятым выходом цифрового блоявляется третьим входом цифрового 10 ка, вторым входом которого является блока, первый, второй и четвертый вы- вход генератора, Фиг. 2

1308936

Составитель В. Смирнов

Редактор О. Юрковецкая Техред Л.Олейник Корректор М.- Демчик

Заказ 1794/37 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4