Способ измерения сопротивления и устройство для его осуществления

 

Использование: в измерительной технике в системах автоматических измерений и контроля активного сопротивления. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ, содержит источник (1) опорного напряжения, делитель сопротивления (2), переключатель (3), элемент(4) подсветки регенеративного оптрона (5,6), последовательно с которым включено измеряемое сопротивление (7), схему запрета (8), генератор пилообразного напряжения (9), дифференцирующую цепь (10, 11), электронный ключ 12, схему совпадения (13), генератор импульсов опорной частоты (14), счетчик импульсов (15), блок запуска(16). Преобразование сопротивления во временной интервал операций -управление уровнем порога срабатывания нелинейного элемента, например регенеративного оптрона, путем ступенчатого изменения напряжения на элементе подсветки оптрона и подачи на его цепь питания линейно нарастающего на- . пряжения позволяет расширить диапазон измерений и повысить точность. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

.д Ф

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4849750/21 (22) 10.07.90 (46) 23.01.93. Бюл. N. 3 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) Б.А.Перминов и В,Б.Перминов (56) Авторское свидетельство СССР

N 712778, кл. G 01 R 27/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 303385, кл. G 01 R 27/00, 1970. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в измерительной технике в системах автоматических измерений и .контроля активного сопротивления. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ, содержит источник (1) опорного напряжения, делитель сопротивления (2), ... Ы,, 1789940 А1 (sI)s G 01 R 27/02 переключатель (3), элемент(4) подсветки регенеративного оптрона (5,6), последовательно с которым включено измеряемое сопротивление (7), схему запрета (8), генератор пилообразного напряжения (9), дифференцирующую цепь (10, 11), электронный ключ 12, схему совпадения (13), генератор импульсов опорной частоты (14), счетчик импульсовв (15), блок запуска (16). П реобразование сопротивления во временной интервал операций -управление уровнем порога срабатывания нелинейного элемента, например регенеративного оптрона, путем ступенчатого изменения напряжения на элементе подсветки оптрона и подачи на его цепь питания линейно нарастающего на, пряжения позволяет расширить диапазон измерений и повысить точность. 2 с,п.ф-лы, 2 ил.

1789940

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в системах автоматических измерений и контроля активного сопротивления, Известен способ измерения сопротивления, основанный на подключении параллельно измеряемому резистору образцового конденсатора, заряд которого осуществляется через нелинейный элемент, например стабилитрон, и фиксации времени разряда через измеряемый резистор до момента достижения порога срабатывания нелинейного элемента, на который непосредственно за импульсом заряда подают линейно изменяющее напряжение противоположной полярности, и измеряют время от начала формирования линейно изменяющегося напряжения до момента пробоя нелинейного элемента, Известно устройство измерения сопро- 20 тивления, содержащее два конденсатора уровня, схему совпадения И, генератор импульсов опорной частоты, селектор, счетчик импульсов, усилитель постоянного тока, электронный ключ, управляемый сигналом с 25

35

45

50 выхода схемы совпадения И, измеряемое сопротивление. балансное сопротивление, реостатно-емкостную цепь формирования линейно изменяющегося напряжения, линеаризирующий конденсатор, два источника опорного напряжения, Недостатком способа и устрой тва являются ограниченный диапазон измерения и уменьшение точности измерения при расширении диапазона.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения с одновременным повышением точности за счет использования фиксированньи поддиапаэонов измерения сопротивления путем воздействия на нелинейный элемент сравнения, например pereнеративный оптрон, для смещения максимума его вольт-амперной характеристики, вследствие чего изменяется его уровень порога срабатывания, Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения сопротивления, основанном на фиксации времени протекания тока через измеряемый резистор и нелинейный элемент до момента достижения порога срабатывания нелинейного элемента, на который подают линейно изменяющееся напряженйе, и измерении времени от начала формирования линейно изменяющегося напряжения до момента срабатывания балансного элемента в виде диода регенеративного оптрона, дополнительно изменяют его уровень порога срабатывания.

Указанная цель достигается также тем, что в устройство измерения сопротивления, содержащее логический элемент И, генератор импульсов опорной частоты. счетчик импульсов, электронный ключ, генератор линейно нарастающего напряжения, источник опорного напряжения, с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, введены дифференцирующая цепь, регенеративный оптрон, элемент запрета. делитель напряжения, блок запуска, индикатор, причем первый вывод источника опорного напряжения соединен с первым выводом делителя напряжения и через ключ — с первым выводом регенеративного оптрона, а второй вывод источника опорного напряжения соединен с вторым выводом делителя напряжения и вторым выводом регенеративного оптрона, третий вывод регенеративного оптрона через дифференцирующую цепь соединен с первым входом электронного ключа, выход ко торого соединен с управляющим входом элемента запрета и через последовательно . соединенные логический элемент и счетчик импульсов с индикатором, второй вход электронного ключа соединен с выходом блока запуска, шиной сброса счетчика импульсов и входом запуска генератора линейно нарастающего напряжения, второй вход логического элемента соединен с генератором импульсов опорной частоты, четвертый вывод регенеративного оптрона через измеряемое сопротивление, а пятый непосредственно соединены с соответствующими выводами элемента запрета, соединенное с генератором линейно нарастающего напряжения.

Известно, что регенеративный оптрон, содержащий два оптических излучателя, работающих на один фоторезистор, последовательно включенный с одним из излучателей, имеет падающий участок вольт-амперной характеристики с отрицательным динамическим сопротивлением.

На фиг,1а приведена схема регенеративного оптрона, включающая светодиод подсветки 1, фоторезистор 2, светодиод 3 положительной оптической обратной связи, регулируемый источник питания 5 цепи регенеративного оптрона и измеряемое сопротивление 6, На фиг,16 представлено семейство вольт-амперных характеристик регенеративного оптрона при постоянных фиксированных значениях напряжения Uo элемента подсветки I и плавном изменении

55 напряжения питания цепи регенеративного оптрона. Из семейства вольт-амперных характеристик следует, что с увеличением напряжения подсветки точка максимума вольт-амперной характеристики регенеративного оптрона, определяющая его порог

»89940

15

30

45

55 срабатывания, смещается вниз, что определяет "опрокидывание" оптрона при достижении на его фоторезисторе 2 значительно меньшего напряжения. Если изменять сопротивление 6 включением последовательно в цепь регенеративного оптрона 2 и 3, то линия нагрузки будет менять угол наклона в соответствии с выражением а= arctg R<. На характеристике фиг.1б представлены три линии нагрузки для трех различных сопротивлений R< с углами наклона О1, а2 и аз .

Из соотношения вольт-амперных характеристик и линии нагрузки следует, что при измерении больших сопротивлений уровень напряжения подсветки следует увеличивать, а при измерениях малых сопротивлений — снижать.

Таким образом, меняя ступенчато уровень напряжения на выходе источника 4, подключенного к светодиоду подсветки 1 регенеративного оптрона 2 и 3, можно получить фиксированные диапазоны измерения сопротивления при линейно нарастающем напряжении цепи питания регенеративного оптрона 2 и 3 путем отсчета времени от начала формирования линейно нарастающего напряжения до достижения им точки максимума вольт-амперной характеристики, при которой сраба. тывание регенеративного оптрона.

На блок-схеме (фиг.2) представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, выход которого подключен к делителю сопротивления 2. Для переключения поддиапазонов измерения сопротивления к общей шине делителя 2 через переключатель 3 подключен элемент подсветки 4 регенеративного оптрона 5, 6, последовательно с которым включено измеряемое сопротивление 7, а вся последователы ая цепь подключена через схему запрета 8 к выходу генератора пилообразного напряжения 9. Фоторезистор регенеративного оптрона 5 подключен через дифференцирующую цепь 10, 11 к входу электронного ключа 12, выполненного по схеме RS-триггера, выход которого подключА к первому входу схемы совпадения i3, а к второму входу этой схемы подключен генератор 14 импульсов опорной частоты, 8ыход схемы И подключен к счетному входу счетчика импульсов 15, к сбросовой шине счетчика подключен выход блока запуска

16, а выход счетчика подключен к цифровому индикатору 17. Кроме того, выход блока запуска 16 подключен к схеме запуска генератора 9 линейно нарастающего напряжения и к входу S электронного ключа 12.

Устройство работает следующим образом. Устанавливают с помощью переключателя 3 ориентировочный диапазон измерения сопротивления, тем самым задавая точку максимума (порог срабатывания) регенеративного оптрона, снимая часть напряжения с делителя 2, подключенного к выходу источника опорного напряжения, Осуществляют запуск устройства с помощью блока 16 либо нажатием кнопки, либо включением генератора пусковых импульсов, при этом через схему запуска производится запуск генератора 9 линейно нарастающего напряжения, открывание электронного ключа 9, сброс счетчика импульсов 15, Перепад напряжения на выходе электронного ключа 12 открывает схему запрета 12 и дает разрешение на npîxoæäåние импульсов от генератора 14 импульсов опорной частоты через схему совпадения 13 на счетный вход счетчика импульсов 15, Таким образом, начинается одновременно рост линейно изменяющегося напряжения питания регенеративного оптрона 5 и 6 и счет импульсов опорной частоты счетчиком

15. При достижении напряжения питания регенеративного оптрона, соответствующего точке максимума вольт-амперной характеристики, происходит срабатывание оптрона, при котором ток цепи броском возрастает от значения! до значения lg (фиг.1б).

Дифференцирующая цепь 10 и 11 формирует из броска тока дифимпульс, с помощью которого ключ 12 на RS-триггере срабатывает, закрывая одновременно прохождение импульсов опорной частоты через схему совпадения 13 и схему запрета 8, отключая источник питания от цепи.регенеративного оптрона, что препятствует возникновению перегрузочных режимов. Таким образом, количество импульсов, прошедших через схему И. оказывается пропорциональным интервалу времени роста линейно нарастающего напряжения до порога срабатывания регенеративного оптрона, который, в свою очередь, определяется углом наклона нагрузочной прямой в выбранном диапазоне иэмеряемого сопротивления, т.е. величиной измеряемого сопротивления Rx.

Следует отметить, что оптрон с положительной оптической обратной связью имеет крайне высокую чувствительность по току и напряжению в цепи питания, что позволяет получить, кроме всего прочего, высокую разрешающую способность измерения сопротивления, а введение фиксированных поддиапазонов измерения позволяет расширить весь диапазон измерения с сохранением высокой разрешающей способности.

1789940

Составитель Б. Перминов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М, Керецман

Редактор Г. Бельская

Заказ 348 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Формула изобретения

1. Способ измерения сопротивления, основанный на протекании тока через балансный элемент и измеряемые сопротивления и сравнении падения напряжения от этого тока с линейно изменяющимся напряжением, а также измерении времени от начала формирования линейно-изменяющегося напряжения до момента достижения порога срабатывания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, при выполнении балансного элемента в виде диода регенеративного оптрона, дополнительно изменяют его уровень пороra срабатывания.

2, Устройство для измерения сопротивления, содержащее логический элемент

И, генератор импульсов опорной частоты, счетчик импульсов, электронный ключ, генератор линейно-нарастающего напряжения, источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, в него введены дифференцирующая цепь, регенеративный оптрон. элемент ЗАПРЕТ, делитель напряжения, блок запуска, индикатор, причем первый вывод источника опорного напряжения соединен с первым выводом делителя напряжения и через ключ — с перBblM выводом регенеративного оптрона, а второй вывод источника опорного напряжения соединен с вторым выводом делителя напряжения и вторым выводом регенеративного оптрона, третий вывод регенеративного оптрона через дифференцирующую цепь соединен с первым входом электронного ключа, выход которого соединен с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ и через последовательно соединенные логический элемент И и счетчик импульсов — с индикатором, второй вход электронного ключа соединен с выходом блока-запуска, шиной сброса счетчика импульсов и входом запуска генератора линейно-нарастающего напряжения, второй вход логического элемента И соединен с генератором импульсов опорной частоты, четвертый вывод регенеративного оптрона через измеряемое сопротивление, а пятый — непосредственно соединены с соответствующими выводами элемента ЗАПРЕТ, соединенного с генератором линейно-нарастающего напряжения,