Устройство для допускового контроля разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов
Использование: в контрольно-измери-. тельной технике для технологического и выходного контроля разбаланса сопротивления многоэлементного резистора. Сущность изобретения: устройство содержит источник 1 напряжения, коммутатор 2, контактирующий блок 3 для подключения многоэлементных резисторов 4, блок вычитания 5, формирователь 6 сигналов диапазонов, блок 7 сравнения, инвертирующий блок 8, блок 9 элементов И 10,11.12, блок 13 регистрации и индикации. Выходные напряжения двух элементов контролируемого резистора поступают на вход блока 5, разность напряжений сравнивается блоком 7 с пороговыми уровнями, пропорциональными текущему значению напряжения одного из элементов. Блок 6 путем сравнения напряжения питания резистора и напряжения элемента вырабатывает сигналы, соответствующие заданным диапазонам. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТОЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТ80 СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866362/21 (22) 11.09.90 (46) 15.12,92. Бюл. N 46 (71) Гомельский политехнический институт (72) Е.Г,Абариков. Н.M.Ñìóðàão, Ю.А.Козусев и А.И.Никеенков (56) ГОСТ 21342.4-87. Резисторы перемен. ные. Методы измерения разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов, с.2. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО
КОНТРОЛЯ РАЗБАЛАНСА СОПРОТИВЛЕНИЯ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ РЕЗИСТОРОВ (57) Использование: в контрольно-измерительной технике для технологического и выходного контроля разбаланса сопротивления многоэлементного резистора. Сущность изо. Ж 1781634 А1 (я)5 G 01 R 27/00 Н 01 С 13/QQ бретения: устройство содержит источник 1 напряжения, коммутатор 2, контактирующий блок 3 для подключения многоэлементных резисторов 4, блок вычитания 5, формирователь
6 сигналов диапазонов, блок 7 сравнения, инвертирующий блок 8, блок 9 элементов И
10,11,12, блок 13 регистрации и индикации.
Выходные напряжения двух элементов контролируемого резистора поступают на вход блока 5, разность напряжений сравнивается блоком 7 с пороговыми уровнями, пропорциональными текущему значению напряжения . одного из элементов. Блок 6 путем сравне-; ния напряжения питания резистора и напряжения элемента вырабатывает сигналы, соответствующие заданным диапазонам. 2 з п,ф-лы, 3 ил.
1 р
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для технологического и выходного контроля разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов, 5
Известно устройство для определения сопротивлений и их отношения, содержащее источник напряжения, контактирующее ус гройство для подключения контролируемого сопротивления, резистор, 10
АЦП, кл очи, магазин сопротивлений иизмерительный блок.
Известно также устройство автоматического контроля и отбраковки резисторов, содержащее контактирующее устройство, 15 коммутатор, блок управления, блок индикации, измерительный блок и блок запоминающих устройств.
Недостатком известкых устройств является невозмо>кность контроля разбаланса 20 (логарифма отношения) сопротивлений переменных резисторов и многоэлемектных резисторов, Из известных устройств наиболее близким к заявляемому является устройство для 25 измерения и контроля разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов, содержащее контактирующий блок для подключения контролируемых К многоэлементных резисторов, источник напряжения 30 постоянного тока, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй выход источника соединен с вторым входом коммутатора, первая группа входов контактирующего блока, соединенная с 35 первыми выводами соответствующего многоэлементного резистора, соединена с первой группой выводов коммутатора, вторая . труппа входов контактирующего блока,соединенная с вторыми соответствующими вы- 40 водами многоэлементных резисторов, соединена со вторым выходом источника напряжения, группа выходов контактирующего блока, соединенная с подвижными выводами (движками) многоэлементного 45 резистора, соединена с соответствующими информационными входами коммутатора, информационные выходы которого соедииены с входами блока измерения напряжения, выход которого соединен с входом 50 блока регистрации и индикации, Известное устройство путем измерения напряжений элементов резистора и вычисления разбаланса по формуле:
a=20 Ig —, =20ig —, U2/ŠU2 55
017Е 01 где U> и Uz — выходные напряжения на информационных выходах коммутатора, соответствующие напряжениям на движках выбранных элементов контролируемого резистора;
Š— напряжение питания источника, позволяет по величине D производить контроль и разбраковку резисторов.
Недостатками устройства являются невысокие точность и быстродействие. Эти недостатки абусловлекы погрешностью и низким быстродействием применяемых измерителей капря>кения, необходимостью проведения оператором вычислений логарифма отношения напряжений, а в случае применения электронных преобразователей - невысокой точностью и быстродействием этих преобразователей.
Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для допускового контроля разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов, содержащее контактирующий блок для подключения контролируемых N многоэлементных резисторов, источник напряжения, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй выход источника соединен с вторым входом коммутатора. первая группа входов контактирующего блока; соединенная с первыми выводами соответствующего многоэлементного резистора, соединена с первой группой выводов коммутатора, группа выходов контактирующего блока, соединенная с подви>кными выводами многоэлементного резистора, соединена с соответствующими информационными входами коммутатора, и блок регистрации и индикации, введены блок вычитания, формирователь сигналов диапазонов, блок сравнения, инвертирующий блок, блок элементов И, причем вторая группа входов контактирующего блока, соединенная с вторыми соответствующими выводами многоэлементных резисторов, соединена с второй группой выводов коммутатора, первый вход формирователя сигналов диапазонов соединен с первым выходом источника напряжения, второй вход соединен с первым информационным выходом коммутатора, первым входом блока вычитания и первым входам блока сравнения, второй вход блока вычитания соединен с вторым информационным выходом коммутатора, а выход — с вторым входом блока сравнения и через инвертирующий блок — с третьим входом блока сравнения, и выходов которого соеди-, нены с соответствующей группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с и выходами формирователя сигналов, а и выходов блока элемен1781634
20
30
50 тов И соединены со входами блока регистрации и индикации.
Формирователь сигналов диапазонов содержит четыре последовательно соединенных резистора, три компаратора, элементы ИЛИ-HE и И, второй вывод первого резистора соединен соответственно с первым входом формирователя, а второй вывод четвертого резистора — с общей шиной, неинвертирующие входы первого и третьего компараторов и инвертирующий вход второго компаратора соединены с вторым входом формирователя, другие входы компараторов соединены с соответствующими выводами резисторов, выход первого 15 компаратора соединен с первым выходом формирователя и первым. входом элемента
ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторым выходом формирователя, выход второго компаратора соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ.и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего компаратора, а выход соединен с третьим выходом формирователя.
Блок сравнения содержит шесть компараторов, три элемента ИЛИ и шесть делителей напряжения, входы которых соединены с первым входом блока сравнения, выходы делителей напряжения соединены с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы первого, третьего и пятого компараторов соединены с вторым входом блока сравнения, неинвертирующие. входы второго, четвертого и шестого компараторов соединены с третьим входом .35 блока сравнения, выходы первого и второго компараторов через первый элемент ИЛИ соединены с первым выходом блока сравнения, выходы третьего и червертого компара-: торов через второй элемент ИЛИ соединены с вторым выходом блока сравнения, выходы пятого и шестого компараторов через третий элемент ИЛИ соединены с третьим выходом блока сравнения, На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 — пример конкретного выполнения формирователя сигналов диапазонов; на фиг. 3 — пример конкретного выполнения блока сравнения.
Устройство (фиг.1) содержит источник напряжения 1, коммутатор 2, контактирующий блок 3 для подключения контролируемого многоэлементного переменного резистора 4, блок вычитания 5, формирователь сигналов диапазонов 6, блок сравне- 55 ния 7, инвертирующий блок 8, блок 9 элементов И 10, 11, 12, блок регистрации и индикации 13, Формирователь сигналов диапазонов 6 (фиг. 2) содержит резисторы 14-16, компараторы 18 — 20. элемент ИЛИ вЂ” НЕ 21, элемент И
22.
Блок сравнения 7 содержит шесть делителей напряжения 23 — 28, шесть компараторов 29-34 и три элемента ИЛИ 35-37. .Первый выход источника напряжения 1 соединен с первым входом коммутатора 2 и первым входом формирователя сигналов диапазонов 6. Второй выход источника 1 соединен с вторым входом коммутатора 2
Группы входов контактирующего блока 3, соединенные с крайними выводами элементов резистора 4, соединены с первой и второй группами выводов коммутатора 2.
Группа выходов контактирующего блока, связанная с подвижными выводами резистора 4, соединена с информационными входами коммутатора 2, первый информационный выход которого соединен с первым входом блока вычитания 5, вторым входом блока формирования сигналов диапазонов
6 и первым входом блока сравнения 7. Второй информационный выход коммутатора 2 соединен с вторым входом блока вычитания
9, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения 7 и через инвертирующий блок 8 — с третьим входом блока сравнения,п выходов блока сравнения 7 соединены с первой группой входов блока 9 элементов И 10,11,12,вторая группа входов которого соденена с и выходами формирователя 6.Выходы блока 9 элементов И соединены с входами блока регистрации и индикации 13.
Коммутатор 2 выполняет две функции— подключает к крайним выводам элементов резистора 4 питание и подключает к информационным выходам блока 2 подвижные части выбранных двух элементов. Нулевой потенциал и напряжение f источника 1 подключается соответственно к первой и второй группам выходов коммутаторов при контроле резисторов с функциональной xa.рактеристикой А и В, и наоборот: 0 — к второй группе и Š— к первой при контроле резисторов с характеристикой Б. (ГОСТ
21342,4-87 п.3,4). Следует отметить, что в прототипе соединение группы входов контактирующего устройства непосредственно к выходу источника вызывает необходимость гальванического разделения измерительной части и источника.
Коммутатор 2 может быть выполнен в виде наборного поля, набора механических переключателей на два положения каждый или многоканального электронного. или электромеханического (реле) коммутатора, управляемого оператором с клавиатуры или от внешнего устройства управления по заданной программе.
1781634 входами компараторов 30, 32, 24 напряжение — hU инвертирующего блока 8, Выходы компараторов попарно через элементы
ИЛИ соединены с выходами блока сравне5 ния. На выходах блока сравнения формируются сигналы лог. 1 в случае, если разбаланс превышает заданные допуски, величины которых устанавливаются с помощью коэффициентов передачи делителей 23 — 28.
10 Работу устройства рассмотрим на примере контроля резисторов с нормируемым разбалансом (ГОСТ 24237-84): в диапазоне ослабления . 10% — 100% — D> 2дБ
15 3% — 10% — 02 ЗдБ
1%> — 3% — Оз 4дБ
В соответствии с этим переменные резисторы 14 — 17 формирователя 6 устанавливаются такой величины, что 0ц =О,1E, 20 Оц2=0,03Е, Оцз=0,01E.
Разбаланс определяется по формуле: ц,(Е Uo И, В -0 bUl
25 0=20РЯ ц < 2О ., = +D Отсюда получим Л0= U1(102o — 1) = kU1, 3p . Таким образом, если Ь0 сравнивать с +D сигналои Ь01, где k = (10 2o — 1), то можно осуществлять контроль разбаланса без вычисления логарифма отношения. напряжений. Для конкретного примера коэффициенты делителей 23-28 выбираются соответственно Конкретное выполнение блоков 6,7,9 зависит от числа пдиапазонов,,в которых контролируется разбаланс, Для резисторов группы А число диапазонов 1 или 2, а для Б и  — обычно 3, Конкретное выполнение блоков 6 и 7, число элементов И блока 9, число выходов блоков 6,7 и входов блока 9 дано для случая и= 3 диапазонов. В формуле изобретения чтобы не сужать функциональные возможности устройства преднамеренно не детализировано чИсло элементов И блока 9 и число выходов блоков 6 и 7. Блок регистрации и индикации может быть выполнен на основе RS-триггеров, S-входы которых соединены с выходами соответствующего элемента И блока 9, à Rвходы объединены и соединены со входом начальной установки (обнуления). Формирователь сигнала диапазона 6 (фиг.2) содержит резисторы 14 — 16, На выводах резисторов формируются опорные уровни, задающие границы диапазонов 0 В случае, если Ug 0-Е на выходах формирователя поочередно появляются импульсы, несущие информацию о диапазоне, в котором в данный момент находится U>. При необходимости число диапа- 4 зонов можно увеличить путем увеличения числа резисторов и компараторов. Блок сравнения 7 (фиг.3) содержитделители напряжения 23 — 28, компараторы 2934, элементы ИЛИ 35 — 37, На первый вход блока сравнения, соединенный с входами делителей напряжения 23 — 28, поступает напряжение U>. На инвертирующие входы компараторов 29-34 поступают напряжения делителей. На второй вход блока срав- 5 нения, соединенный с неинвертирующими входами компараторов 29, 31 и ЗЗ, поступает напряжение Л0 = U2-U1, а на третий вход, соединенный с неинвертирующими 2i Я. 20 20 k,=<0 .-(={О -i=a,267 u =l o — ((= - Зг Ь k,=1O - = iО -1 =O,Ра ао ао 33е 3 k = k5= 10 - 1 = Io - =О,585 3 4Ъ, = io =ода ао Контролируемый резистор устанавливается в контактирующий блок 2, запитывается напряжением Е источника 1, К выходам 9 1781634 10 15 25 тактирующего блока, соединенная с 30 ров блоков б и 7 40 При контроле малых разбалансов (D <, 50 коммутатора подключаются напряжения U> и Uz выбранной пары элементов резистора, Подвижная система резистора перемещается из одного крайнего положения в другое, причем начальное положение подвижной системы и направление перемещения йесущественно. Если разбаланс N превышает заданное значение, срабатывают компараторы 29,31 или 33 в случае положительного разбаланса (Uz > U>) и компараторы 30, 32 или 34 в случае отрицательного разбаланса (Uz < U<). Соответственно на выходах блока сравнения 7 появляются сигналы лог. 1 при превышении допусков D1, Dz или Эз. При появлении сигнала соответствующего диапазона с выхода формирователя б сигналы превышения допуска с выхода блока 7 через элементы И блока 9 поступают на входы блока регистрации и индикации 13. Триггеры блока 13 переключаются и включают, например, светодиодные индикаторы превышения разбаланса в заданном диапазоне, Число регистрирующих триггеров и индикаторов соответствует числу диапазонов, Устройство обладает высоким быстродействием и точностью, т.к, эти параметры ограничены лишь точностью и быстродействием делителей напряжения и компаратоУстройство позволяет контролировать разбаланс резисторов с любой функциональной характеристикой и любым числом диапазонов. Кроме того, если делители блока сравнения 7 выполнить с переменным коэффициентом передачи и проградуировать их в . соответствии с контролируемым разбалансом, то устройство позволяет и измерить разбаланс, а не только производить допусковый контроль, Для этого, непрерывно перемещая подвижную систему резистора 4 из одного крайнего положения в другое и плавно уменьшая коэффициенты передачи делителей, определяют разбаланс по градуировочной шкале делителей в момент срабатывания соответствующего индикатора блока 13. 1дБ) и для диапазонов, когда 01 и U2 достаточно малы, для того, чтобы уменьшить погрешность сравнения из-за напряжений смещения компараторов блока сравнения 7 и погрешностей делителей напряжения, козффициенты передачи блока вычитания и инвертирующего блока могут быть выбраны больше единицы. В соответствующее число раз необходимо увеличить и коэффициенты передачи делителей 23 — 28. Формула изобретения 1. Устройство для допускового контроля разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов, содержащее контактирующий блок для подключения N контролируемых многоэлементных резисторов, источник напряжения, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй выход — с вторым входом коммутатора, первая группа входов контактирующего блока, соединенная с первыми выводами соответствующего многоэлементного резистора, соединена с первой группой выводов коммутатОра, группа вь ходов контактирующего блока, соединенная с подвижными выводами многоэлементного резистора, соединена с соответствующими информационными входами коммутатора, и блок регистрации и индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены блок вычитания, формирователь сигналов диапазонов. блок сравнения, инвертирующий блок, блок элементов И, причем вторая группа входов конвторыми соответствующими выводами многоэлементных резисторов, соединена с второй группой выводов коммутатора, первый вход формирователя сигналов диапазонов соединен с первым выходом источника напряжения, второй вход — с первым информационным выходом коммутатора, первыми входами блока вычитания и блока сравнения, второй вход блока вычитания соединен с вторым информационным выходом комму-. татора, а выход — с вторым входом блока сравнения и через инвертирующий блок — с третьим входом блока сравнения, и выходов которого соединены с соответствующей группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с и выходами формирователя сигналов, а и выходов блока элементов И соединены с входами блока регистрации и индикации, 2, Устройство по п.1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь сигналов диапазонов содержит четыре последовательно соединенных резистора, три компаратора, элементы ИЛИ-HE и И, второй вывод первого резистора соединен с первым входом . формирователя, а второй вывод четвертого резистора — с общей шиной, неинвертирующие входы первого и третьего компараторов. и инвертирующий вход второго компаратора соединены с вторым входом формирбвателя, другие входы компараторов соединены с соответствующими выводами резисторов, выход первого компаратора соединен с первым выходом формирователя и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход, 1781634 которого соединен с вторым выходом формирователя, выход второго компаратора — с вторым входом элемента ИЛИ-HE и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего компаратора, а выход — с третьим выходом формирователя, 3, Устройство по п.1, отл и ч а ю ще е-. с я тем, что блок сравнения содержит шесть компараторов, три элемента ИЛИ и шесть делителей напряжения, входы которых соединены с первым входом блока сравнения, а выходы — с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы первого, третьего и пятого компараторов соединены с вторым входом блока сравнения, неинвертирующие входы второго, четверто5 ro и шестого компараторов — с третьим входом блока сравнения, выходы первого и второго компараторов через первый элемент ИЛИ соединены с первым выходом блока сравнения. выходы третьего и четвер10 того компараторов через второй элемент ИЛИ вЂ” с вторым выходом блока сравнения, выходы пятого и шестого компараторов через третий элемент ИЛИ вЂ” с третьим выходом блока сравнения. 1781634 Составитель Ю,Козусев Редактор B.Tðóá÷eíêo Техред М.Моргентал Корректор, B.Петраiв Заказ 4272 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
