Устройство для измерения параметров r @ с @ двухполюсников, входящих в состав трехполюсной замкнутой электрической цепи

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения, быстродействие и надежность устройства.Для этого в устройство, содержащее три клеммы 17-19 для подключения исследуемой цепи, операционный усилитель 15 и кнопку 11, введены генератор 1 прямоугольных импульсов, коммутатор 2, счетчик 3, цифроаналоговые преобразователи 4 и 5, фильтры 6 и 7, источники 8 и 9 образцового напряжения и тестового воздействия, счетчик 10 числа преобразований, триггер 12 запуска , управляющий счетчик 13, аналого-цифровой преобразователь 14, управляемый ключ 20 и блок 22 вычисления. Использование устройства уменьшает число коммутаций. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .

„„SU„„3 4999 (50 4 С 01 К 27!26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4016220/24-21 (22) 03.02.86 (46) 07.01.88. Бюл. 9 1 (71) Винницкий политехнический институт (72) Н.П. Вайда, E.Í. Мельник, А.М. Роик и В.Т. Шпнлевой (53) 621.317.33 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 679897, кл. С 01 R 27/26, 1970.

Бахмутский В.Ф. Универсальные цифровые и измерительные приборы и система. Киев: Техника, 1979, с. 84, рис. 19а. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ R „C „ДВУХПОЛ1ОСНИКОВ, ВХОДЯЩИХ

В СОСТАВ ТРЕХПОЛ)ОСНОЙ ЗАМКНУТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения, быстродействие и надежность устройства.Для этого в устройство, содержащее три клеммы 17-!9 для подключения исследуемой цепи, операционный усилитель

15 и кнопку 11, введены генератор 1 прямоугольных импульсов, коммутатор

2, счетчик 3, цифроаналоговые преобразователи 4 и 5, фильтры 6 и 7, источники 8 и 9 образцового напряжения и тестового воздействия, счетчик 10 числа преобразований, триггер 12 запуска, управляющий счетчик 13, аналого-цифровой преобразователь 14, управ" Я ляемый ключ 20 и блок 22 вычисления °

Использование устройства уменьшает число коммутаций. 1 ил.

1364999

Клемма 18 для подключения тр ехполюсника соединена с инвертирующим входом операционного усилителя 15, в отрицательную обратную свя э ь ко торого включен образцовый резистор 16, вход "Установка в единицу триггера

12 запуска соединен через кнопку 11 40 пуска с общей шиной, а вход "Установка в "0 соединен с выходом Конец вычисления" блока 23 вычисления, выход триггера 12 запуска соединен с входами установка в "0 счетчиков

3, 10, и 13, выход "Прямой перенос" последнего соединен с входом "Пуск аналого-цифрового преобразователя

14, выход "Конец преобразования" которого соединен с блоком 22 вычис- 50 ления и с входом "Прямой счет" счетчика 10 числа преобразований, вход Прямой счет" управляющего счетчика

13 соединен с генератором 1 прямоугольных импульсов и коммутатором 55

2, выходы последнего соединены соответственно с входами "Прямой счет" и

"Обратный счет" счетчика 3, а управляющий вход коммутатора 2 соединен с

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных измерительных системах при измерении параметров двухполюсников, установленных на печатных платах и в гибрид- ных узлах.

Цель изобретения — повышение точности измерения, быстродействия и 10 надежности за счет уменьшения числа коммутаций.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения параметров R,С „ двухполюсников, вхо-. 1 дящих в состав трехполюсной замкнутой электрической цепи.

Схема содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, коммутатор 2, счетчик 3, первый 4 и второй 5 цифро- 20 аналоговые преобразователи, первый 6 и

Второи 7 фильтры, источник 8 образцового напряжения, источник 9 тестового воздействия, счетчик 10 числа преобразований, кнопку ll "Пуск, триггер

12 запуска, управляющий счетчик 13, аналого-цифровой преобразователь 14,, операционный усилитель 15, образцовый резистор 16, клеммы 17-19 для подключения трехполюсника, управляе- 30 мый ключ 20, цифровой управляемый резистор 21 и блок 22 вычисления. вторым разрядом счетчика 10 числа преобразований, выходы первого и второго разрядов которого соединены с блоком 22 вычисления и с входом предварительной записи и информационными входами счетчика 3, выход которого соединен с цифровыми входами первого 4 и второго 5 цифроаналоговых преобразователей, входы "источник опорного напряжения" которых соединены соответственно с выходами положительной и отрицательной полярностей источника 8 образцового напряжения, а выходы цифроаналоговых преобразователей соединены соответс твенно с первым 6 и вторым 7 фильтрами, причем выход первого фильтра 6 соединен с клеммой 19 для подключения трехполюсника, а выход второго фильтра 7 соединен с входом цифрового управляемого резистора 21, выход которого через управляемый ключ 20 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 15, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 14, вход "Источник опорного напряжения которого сосоединен с источником 8 образцового напряжения, а цифровые выходы аналоro — цифрового преобразователя 14 соединены с цифровыми входами блока 22 вычисления, цифровые выходы которого соединены с цифровыми входами цифрового управляемого резистора 21, управляющий вход управляемого ключа

20 соединен с выходом первого разряда счетчика 10 числа преобразований, клемма 17 соединена с общей шиной.

Устройство для иэмрения параметров R C двухполюсников, входящих в состав трехполюсной замкнутой элект-, рической цепи, работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 12 запуска находится в единичном состоянии, выходы разрядов управляющего счетчика 13, счетчика 10 числа преобразований, счетчика 3 находятся в нулевом состоянии, управляемый ключ

20 разомкнут. На выходе первого цифроаналогового преобразователя

4 с момента времени t, формируется отрицательное напряжение постоянного уровня, которое через фильтр 6 поступает на измеряемый двухполюсник, состоящий иэ резистора и конденсатора. На выходе операционного усилителя 15 устанавливается положи1364999

55 тельное напряжение постоянного уровня, пропорциональное только сопротивлению измеряемого резистора, так как сопротивление конденсатора по постоянному току стремится к бесконечности. Процесс измерения начинается после переполнения управляющего счетчика 13, который формирует сигнал для запуска .аналого-цифрового преобразователя 14. Каждый импульс переноса при переполнении управляющего счетчика 13 является командой начала преобразования выходного напряжения операционного усилителя 15 аналого-цифрового преобразователя 14 в цифровой код. По окончанию каждого цикла преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя 14 формируется команда "Конец преобразования", перепад напряжения из "0"

I! t I в 1 которого поступает на счетный вход счетчика 10 числа преобраэований, а все результаты преобразова- . ния запоминаются в блоке 22 вычисления. На выходах счетчика 10 числа преобразований формируются коды, соответствующие номеру преобразования и управляющие режимами работы счетчи— ка 3, блоком 22 вычисления, а также состоянием коммутатора 2 и управляемого ключа 20.

lIo первой команде "Конец преобраtl зования первый результат преобразования, соответствующий сопротивлению измеряемого резистора, запоминается в блоке 22 вычисления, с выхода которого вычисления поступает на группу входов цифрового управляемого резистора 21, устанавливая значение его сопротивления, равное измеренному.

Кроме того, выход "Первый разряд" счетчика 10 числа преобразований по этой же команде устанавливается в единичное состояние, по которому управляемый ключ 20 замыкается, а счетчик 3 переводится в режим счета последовательности импульсов генератора 1 прямоугольных импульсов, поступающих через коммутатор 2 на вход иПрямой счет" счетчика 3. Цифроаналоговый преобразователь 4 формирует ступенчато нарастающее напряжение, которое сглаживается первым фильтром 6. Это напряжение поступает на измеряемый двухполюсник, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 15. Одно5

45 временно вторым цифроаналоговым преобразователем 5 формируется ступен— чато убывающее напряжение, которое сглаживается фильтром 7, а через цифровой управляемый резистор 21 и управляемый ключ 20 на инвертирующий вход операционного усилителя 15 поступает компенсирующий ток, равный по величине и обратный по знаку току, протекающему через измеряемый резистор на линейно изменяющемся участке тестового воздействия.

В результате на выходе операционного усилителя 15 с некоторой задержкой gt устанавливается положительное напряжение постоянного уровня, пропорциональное емкости конденсатора. Это напряжение преобразуется в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 14 по следующему импульсу переноса управляющего счетчика 13.

Результат этого преобразования по второй команде "Конец преобразования" запоминается в блоке 22 вычисления, а на выходах счетчика 10 числа преобразований формируется код числа два, размыкая управляемый ключ 20 и устанавливая выходные разряды счетчика 3 в единичное состояние (так как на его информационных входах установлен уровень логической

"1", а на установочный вход поступает уровень логического "0" соответствующий режиму записи.

Цифроаналоговый преобразователь 4 формирует положительное напряжение постоянного уровня, которое через фильтр 6 поступает на измеряемый двухполюсник. На выходе операционного усилителя 15 устанавливается отрицательное напряжение постоянного уровня, пропорциональное сопротивлению измеряемого резистора, которое преобразуется в цифровой код по третьему импульсу переноса управляющего счетчика 13. Результат этого преобразования по третьей команде Конец преобразования" запоминается в блоке 22 вычисления, а с его выхода вновь поступает на группу цифровых входов цифрового управляемого резистора 21. На выходах счетчика 10 числа преобразований устанавливается код числа три, по которому управляемый ключ 20 замыкается, а счетчик 3 производит счет последовательности импульсов генератора 1 прямоугольных

1364999 импульсов, поступающих через коммутатор 2 на вход "Обратный счет". Первый цифроаналоговый преобразователь

4 формирует ступенчато убывающее напряжение, сглаживаемое фильтром 6.

Второй цифроаналоговый преобразователь 5 формирует ступенчато нарастающее напряжение, сглаживаемое вторым фильтром 7, задающее через цифровой 10 управляемый резистор 21 и управля— емый ключ 20 на инвентирующем входе операционного усилителя ток, равный по величине и обратный по знаку току, протекающему через измеряемый резис- 15 тор. В результате на выходе операционного усилителя 15 устанавливается отрицательное напряжение постоянного уровня, пропорциональное емкости измеряемого конденсатора. Это на- 20 пряжение преобразуется в цифровой код по четвертому импульсу переноса управляющего счетчика 13, результат преобразования по четвертой команде

"Конец преобразования" запоминается в блоке 22 вычисления, которое формирует сигнал конец измерения, устанавливающий триггер 12 запуска в первоначальное состояние, а следовательно, управляющий счетчик 13, счетчик 30

10 числа преобразований и счетчик числа импульсов установятся в нуле— вое состояние. Результаты преобразований, полученные при разнополярном воздействии тестового сигнала для 35 каждого из измеряемых параметров, вычитаются в блоке 22 вычисления с целью устранения влияния на результаты измерения напряжения смещения нулевого уровня всего измерительного 40 тракта.

Результаты преобразования аналого цифрового преобразователя 14 с его цифровых выходов поступают на информационные входы блока 22 вычисления, 45 последовательность записи информации, в котором определяется сигналами с выходов первoro и второro разрядов счетчика 10 числа преобразований.

Таким образом, по первой команде 50

"Конец преобразования" результат преобразования записывается в первый регистр. формула изобрет ения 55

Устройство для измерения параметров Р„ С, двухполюсников, входящих в состав трехполюсной замкнутой электрической цепи, содержащее три клеммы для подключения исследуемой цепи, одна иэ которых соединена с общей шиной, а вторая — с инвертирующим входом операционного усилителя и с образцовым резистором в цепи отрицательной обратной связи, а также кнопку "Пуск", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, быстродействия и надежности, в неro введены триггер запуска, блок вычисления, счетчик числа преобразований, счетчик, управляющий счетчик, аналого-цифровой преобразователь, генератор прямоугольных импульсов, коммутатор, источник образцового напряжения, первый и второй цифроаналоговый преобразователь, первый и второй фильтры, цифровой управляемый резистор, управляемый ключ, причем вход "Установка в "i" триггера запуска соединен через кнопку "Пуски с общей шиной, вход "Установка в "0" соединен с выходом "Конец вычислеll ния блока вычисления, а его выход соединен с входами "Установка в "О" счетчика числа преобразований, счетчикаа и упр авляюще го счетчика, выход

"Прямой перенос" которого соединен с входом "Пуск" аналогоцифрового преобразователя, выход "Конец преобразования" которого соединен с бло.— ком вычисления и с входом нПрямой счет" счетчика числа преобразований, причем вход нПрямой счет управляющего счетчика соединен с генератором прямоугольных импульсов и коммутатором, выходы которого соединены с входами "Прямой счет" и "Обратный счет" счетчика, а управляющий вход коммутатора соединен с вторым разрядом счетчика числа преобразований и вторым управляющим входом блока вычисления, выходы первого и второго разрядов которого соединены с блоком вычисления, с входом предва- рительной записи и информационными входами счетчика, выходы разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, входы "Источник опорного напряжения" которых соединены соответственно с положительной и отрицательной полярностями источника образцового напряжения, а выходы цифроаналоговых преобраэоСоставитель B. Кринов

Техред 1.Õoäàзич

Корректор И. Муска

Редактор А. Коэориз

Заказ 6603/38 Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

7 1364999 вателей соединены соответственно с "Источник опорного напряжения" котопервым и вторым фильтрами, причем рого соединен с источником образцовыход первого фильтра соединен с вого напряжения, а цифровые выходы третьей клеммой для подключения из5 аналого-цифрового преобразователя меряемого двухполюсника исследуемой соединены с цифровыми входами блока цепи, а выход второго фильтра объеди- вычисления, цифровые выходы которого нен с входом цифрового управляемого соединены с цифровыми входами цифроРезистора, выход которого через уп- вого управляемого резистора, а равляемый ключ соединен с инвертиру- ip управляющий вход управляемого клюющим входом операционного усилителя, ча соединен с выходом первого выход которого соединен с входом ана- разряда счетчика числа преобраэо лого-цифрового преобразователя, выход вания.