Преобразователь отклонения сопротивления в код

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для цифрового измерения относительного отклонения сопротивления, например при подгонке значения сопротивления резисторов в процессе их изготовления. Преобразователь отклонения сопротивления в код содержит источник 1 постоянного тока, переключатель 2, измеряемый и образцовый резисторы 3 и 4, интегратор 5, компаратор 6, общую шину 7, D-триггер 8, цифровой блок 9, таймер 10, клемму 11 Пуск, операционный усилитель 12. Существенно снижены требования к источнику постоянного тока, за счет чего достигнуто упрощение преобразователя. 2 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1 (21) 4759404/21 (22) 23.10.89 (46) 15.12,91. Бюл, М 46 (71) Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов r. Пенза (72) А.Б.Андреев, В.А,Баранов, В.А.Баранов и А.Н.Голяков (53) 621.317.377(088.8) (56) Патент США

1Ф 3875501 кл. G 01 R 27/02, 1975, Патент США

М 3875503, кл. G 01 R 27/02, 1975. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ В КОД

„„SU „„1698826 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для цифрового измерения относительного отклонения сопротивления, например при подгонке значения сопротивления резисторов в процессе их изготовления. Преобразователь отклонения сопротивления в код содержит источник 1 постоянного тока, переключатель 2, измеряемый и образцовый резисторы 3 и 4, интегратор 5, компаратар

6, общую шину 7, О-триггер 8, цифровой блок 9, таймер 10, клемму 11 "Пуск", операционный усилитель 12, Существенно снижены требования к источнику постоянного тока, за счет чего достигнуто упрощение преобразователя. 2 ил.

1698826

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для цифрового измерения отклонения сопротивления, например, при подгонке значения сопротивления резисторов в процессе их изготовления.

Цель изобретения — упрощение технической реализации устройства, На фиг,1 приведена функциональная схема преобразователя отклонения сопротивления в код; на фиг.2 — возможный вариант реализации цифрового блока, Преобразователь отклонения сопротивления в,код содержит источник 1 тока, первый вывод которого подключен к входам переключателя 2, причем к первому — непосредственно, а к второму — через последовательно соединенные измеряемый и образцовый резисторы 3 и 4 соответственно. Выход переключателя 2 подключен к информационному входу интегратора 5, выход которого присоединен к первому входу компаратора 6, второй вход которого подключен к общей шине 7, а выход соединен с

С-входом D-триггера 8 и первым входом цифрового блока 9, второй вход которого подключен к выходу таймера 10 и управляющему входу переключателя 2, а третий вход соединен с клеммой 11 "Пуск", входом таймера 10 и R-входом D-триггера 8, инверсный выход и D-вход которого объединены, а прямой выход подключен к управляющему входу интегратора 5. Инвертирующий вход операционного усилителя 12 соединен с точкой соединения измеряемого и образцового резисторов 3 и 4, а неинвертирующий вход объединен с вторым выводом источника 1 постоянного тока и подключен к общей шине 7, а выход — к второму входу переключателя 2, Цифровой блок 9 (фиг.2) может быть выполнен на основе первого 13 и второго 14 инверторов, элемента И 15, генератора 16 импульсов, реверсивного счетчика 17 и Dтриггера 18. При этом первый и второй входы инверторов 13 и 14 являются соответственно первым и вторым входами цифрового блока 9. Выход первого инвертора 13 подключен к знаковому входу реверсивного счетчика 17, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 15, первый вход последнего подключен к выходу второго инвертора 14 и к D-входу 0-триггера 18, а второй вход — к выходу генератора 16 импульсов. Третий вход цифрового блока 9 соединен с К-входами реверсивного счетчика 17 и 0-триггера 18. С-вход которого подключен к выходу переноса реверсивного счетчика 17, а выход является знаковым разрядом в выходном входе преобразователя.

Значение выходного кода отклонения сопротивления снимается с кодовых выходов реверсивного счетчика 17, Преобразователь отклонения сопротив5 ления в код работает следующим образом.

Для однозначности описания процесса преобразования будем считать, что при включении питания схемы п реобразователя, D-триггер 8 устанавливается в "1" (на10 пример, по незадействованному S-входу), поэтому на выходе таймера 10 — состояние

"0", состояние реверсивного счетчика 17 и

D-триггера 18 несущественно, Таким образом, в исходном состоянии переключатель 2

15 находится в нижнем (фиг.1) положении, интегратор 5 обнулен сигналом с выхода 0триггера 8, на выходе компаратора 6 формируется "1".

Ток ) источника 1 постоянного тока бу20 дет протекать по цепи: измеряемый резистор 3 с сопротивлением Rx, образцовый резистор 4, имеющий сопротивление Ro, выходное сопротивление операционного усилителя 12, общая шина 7, Поскольку

25 операционный усилитель 12 охвачен отрицательной обратной связью через образцовый резистор 4, то потенциал точки соединения резисторов 3 и 4 будет равен нулю. Тогда напряжения на первом (Ux) и

30 втором (Uo) входах переключателя 2 будут описываться выражениями

Ux- Rx, (1)

Uo= Ro (2)

При подаче положительного импульса

35 на клемму 11 "Пуск" D-триггеры 8 и 18 и реверсивный счетчик 17 обнуляются, а таймер 10 начинает формировать на своем выходе интервал времени заданной длительности Т. В результате этого пере40 ключатель 2 переходит в верхнее положение, подключая к входу интегратора 5 напряжение Ux.

Следовательно, выходное напряжение

U> интегратора 5. имеющего постоянную

45 времени т, будет линейно возрастать от нуля по закону

0и = — jUx dt т что вызовет переход компаратора 6 в состо50 яние "0". Этим сигналом через второй инвертор 14 разрешается прохождение с генератора 16 импульсов через элемент И

15 на реверсивный счетчик 17, который включен в режим вычитания сигналом тай55 мера 10 через первый инвертор 13.

После окончания положи-ельного импульса длительностью Т на выходе таймера

10 переключатель 2 переходит в нижнее положение (фиг.1), подключая к входу интегратора 5 напряжение U„. Следовательно, 1698826 выходное напряжение интегратора 5 будет линейно убывать по закону

О и = — ) о U x dt — — JU o dt =

Т

Х t

Ux 1 т - —,JU odt, (3)

Одновременно реверсивный счетчик 17 переключается в режим сложения и на него продолжают поступать счетные импульсы. так как компаратор 6 не изменил своего 10 состояния.

В некоторый момент времени выходное напряжение интегратора 5 достигает нуля, что вызывает переброс компаратора 6 в состояние "1", Фронтом сигнала компара- 15 тор 6 D-триггер 8 переходит в "1", тем самым удерживая интегратор 5 в нулевом состоянии до прихода следующего импульса

"Пуск". Одновременно запрещается поступление импульсов генератора 16 íà ре- 20 версивный счетчик 17.

К моменту достижения выходным напряжением интегратора 5 нуля будет справедливо с учетом (3); следующее равенство:

Ux -Т о

25 т т — — Т =0, где Тх — интервал времени от момента окончания импульса таймера 10 до момента срабатывания компаратора 6, Отсюда Тх-0» Т/Оо или с учетом (1) и (2):

Тх — Rx T/Ro, (4)

По окончании описанного цикла преобразования в реверсивном счетчике 17 зафиксируется код Й=Т» f-Т f (где f — частота 35 генератора 16 импульсов) или с учетом (4): (5) т.е. код N будет пропорционален отклоне- 40 нию сопротивления й» измеряемого резистора 3 относительно заданного с помощью

Ro значения сопротивления образцового резистора, Причем, если Rx < Ro (отрицательноее отклонение), то код N получается авто- 45 матически дополняющим, а если Rx> Ro (положительное отклонение), то код N получается прямым, Этот факт вносит дополнительные удобств- при сопряжения преобразователя в 3ВМ.

Знак отклонения определяется с помощью D-триггера 18. По сигналу "Пуск" он устанавливается в "0". Если Rx < Ro, то код

N в процессе счета не переходит через ноль и состояние 0-триггера 18 не изменяется, что соответствует отрицательному отклонению. Если R» > Ro, то код в реверсивном счетчике 17 в процессе счета переходит через ноль, возникает сигнал пе,реноса, в котором D-триггер 18 переводится в "1" по С-входу. Это соответствует положительному отклонению сопротивления.

Формула изобретения

Преобразователь отклонения сопротивления в код, содержащий источник постоянного тока, первый вывод которого подключен к первому входу переключателя и через последовательно соединенные измеряемый и образцовый резисторы к второму входу переключателя, выход которого соединен с информационным входом интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к общей шине, выход компаратора соединен с С-входом D-триггера и первым входом цифрового блока, второй вход которого подключен к выходу таймера и управляющему входу переключателя, третий вход цифрового блока соединен с клеммой "Пуск", входом таймера и

R-входом 0-триггера, инверсный выход и

D-вход которого объединены, а прямой выход подключен к управляющему входу интегратора; отличающийся тем, что, с целью упрощения технической реализации, в него введены операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с точкой соединения измеряемого и образцового резисторов, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с вторым выводом источника постоянного тока и подключен к общей шине, выход операционного усилителя соединен с вторым входом переключателя.

1698826

Составитель Н,Шиянов

Редактор Ю,Середа Техред М.Ыоргентал Корректор С.Черни

Заказ 4394 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК -1Т СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r Ужгород. уп.Гагарина. !Ц1