Цифровой измеритель сопротивления,емкости и индуктивности

 

302 11467

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОРИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.11.72 (21) 1845886/26-9 (51:) М. Кл. 6 Olr 27/26 с присоединен|нем заявки № 1845887/26-9

Государственный квинтет

Совета Министров СССР пв делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15,04.75. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 11.05.7б (53) УДК 621.317.73 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Бахмутский, В. Б. Денисюк и Г. А. Штамбергер (71) Заявители Львовский завод электроизмерительных приборов и Ивано-Франковский институт нефти и газа (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ, ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники, в частносги к цифровому измерению пассивных параметров частотозависимых электрических цепей на переменном токе путем следующего преобразования в частоту или период,.

Известны цифровые измерители сопротивления, емкости и индуктивности, содержащие управляемый генератор синусоидального напряжения (например, на основе перестраиваемого гетеродина, смесителя и фильтра нижних частот), подключенный ко входу частотозависимой цепи с измеряемым и образцовым элементами, и преобразователь изменения параметров цепи в напряжение, вход которого подключен к выходу цепи, а его выход подключен к управляющему входу генератора, формирователь периода выходного сигнала генератора, цифровой измеритель периода и два коммутатора.

Недостаток известных измерителей заключается в существенном влиянии активного сопротивления потерь при измерении емкости и индуктивности.

С целью уменьшения погрешностей при иамепении в, предлагаемый измеритель введены источник напряжения постоянного тока, времяимпульсный преобразователь и цифровой измеритель отношения временных интервалов, причем выход источника напряжения постоянного тока подключен ко входу измерительной цепи, вход время-импульсного преобразователя подключен к выходу измерительной цепи, входы измерителя отношения временных интервалов подключены к выходам время-импульсного преобразователя напряжения и формирователя периода выходного сигнала генератора через первый коммутатор, управляемый синхронно со вторым коммутатором, входы которого подключены к выходам генератора синуеоидального напряжения и источника напряжения постоянного тока; кроме того, преобразователь изменения параметров измери15 тельной цепи в напряжение содержит фазовременной формирователь, умножитель частогы генератора в восемь раз (например, на основе вспомогательного управляемого генератора с триггерным делителем частоты на 8, синхрони20 зирова нного по выходу с основным генератором), формирователь периода умноженной частоты, формирователь разностных интервалов и интегратор, причем выходы фазовременного формирователя и. формирователя: периода

25 умноженной частоты подключены: ко входам формирователя разностньчк сигналов; выход послед него подключен: ко входу интегратора, выход. которого соединен с переетраиваемым гетеродином.

На чертеже представлена блок-схема пред467302 лагаемого измерителя сопротивления, емкости и индуктивпости.

Измеритель содержит персстраиваемые гетеродипы 1 и 2, генераторы 3 и 4 синусоидального напряжения соответственно, основной и перестраиваемый смесители 5 и 6 соответственно, фильтры 7 и 8, источник 9 напряжения постоянного тока, коммутаторы 10 и 11, частотозависимую измерительную цепь 12, состоящую из измеряемого .и образцового элементов 13 и 14, соответственно (при измерении емкости образцовый и измеряемый элементы меняются местами), фазовременной формирователь 15 (формирователь временных интервалов, соответствующих фазовому сдвигу между напряжениями па выходе измерительной цепи 12), время-импульсный преобразователь 16 напряжения постоянного тока, интегратор 17, формирователь 18 разностных интервалов, умножитель 19 частоты, содержащий узлы вспомогательного генератора 2, а также делитель 20 частоты на 8, формирователь 21 периода умноженной частоты, частотный компаратор 22 (устройстно автоподстройки частоты вспомогательного генератора 2), устройство управления 23, цифровой измеритель 24 отношения временных интервалов.

Предлагаемый цифровой измеритель работает следующим образом.

Сигналы основного гснератора 3 синусоидального напряжения и гетеродина 1 подаются на смесптсль 5, разностнля частота на выходе которого выделяется фильтром 7. Сигналы

Bcriostor Te bt o o генера t opa 4 сипусопдлльного напряжения и гетсродпна 2 подаются на смеситель 6, рлзностнля частота нл выходе которого выделяется фильтром 8. Гсгеродпны 1 и 2 перестраиваются в сравнительно узких пределах напряжениями постоянного тока, поступающими на их управляющие входы.

Частота на выходе вспомогательного генератора 4 в восемь рлз больше частоты основного генератора 3. В положении а коммутатора 10 выходной сигнал генератора 3 частоты в поступает на вход частотозлвис:Iìoé цепи 12, с выхода которой (общая точка измерительного и образцового элементов 13 и 14) и с выхода основного генератора 3 сигналы поступают на фазо|временной формирователь 15, выделяющий интервал времени t, соответствующий фазовому,сдвигу (01 ч". = агс1 +-- —, (1 где L — индуктивность катушки, R* — ее активное сопротивление, R- — образцовое сопротивление.

Выход время-импульсного формирователя

15 подключен ко входу формирователя 18 раэностных интервалов, на второй вход которого поступает времвнной интервал, соответствующий периоду умноженной в восемь |раз частоты;вспомогательного,генератора 4, выделяемому формирователем 21 периода умноженной частоты. Частота вспомогательного генератора

4 с помощью триггерного делителя 20 частоты делится в восемь раз, после чего поступает на частотный компаратор 22, на второй вход которого пода и сигнал основного генератора 3. частотный компаратор 22 выделяет сигнал

5 управления гетеродином 2, осуществляя тем самым синхронизацию частот основ ного и вспомогательного генераторов 3 и 4 в отношении 1:8.

10 Таким образом, временной,интер вал, сформированный формирователем 21 периода умТ ноженной частоты, равен 8 где Т вЂ” период выход ного сигнала основного генератора 3.

15 Формирователь 18 разностных временных т интервалов сравнивает интервалы t. и †„ и т выделяет их разность t — —. Интегратор 17

20 преобразует этот разностный сигнал в напряжение, управляющее гетеродином 1. Частота последнего и соответственно частота ь на .выходе генератора 3 изменяется до тех пор, пока сипнал рассогласования не сводится к

25 нулю. Поскольку t, = --Т, в 2л

Т

Л условие равновесия Р= †означа q =— т. е. tg

Если добротность катушки велика, т. е.

А,-((Р„получаем приближенноЕ.,- — Т, (3)

З5 2л т. е. измеряемая индуктивность пропорциональна периоду выходного сигнала основного генератора 3. Если R, и Л, сравнимы, то (У„К„ (4)

40 Rс =Ru где U„— напряжение на выходе источника 9 напряжения постоянного тока, поступающее через положение б коммутатора 10 на частотозавпсимую цепь 12; Uq — напряжение на ,45 выходе частотозависимой цепи 12.

Это напряжение с помощью время-импульсного преобразователя 16 преобразуется во временной интервал tq.

50 2 ° 2 (5

Rx+ R0 где i. — коэффициент пропорциональности.

Из выражений (2) и (5) следует, что

L-=Ê.— (6) б Р где К= ", т. е. измеряемая величина, 2 пропорциональная отношению временных интервалов Т и tq. Измерение отношения осуще 50 ствляется разновременно: в первом такте, соответствующем положению а,коммутаторов

10 и 11, определяется Т, а во второ м такте, соответствующем положению б коммутаторов

10"и 11, определяется t . В третьем такте циф55 ровой измеритель 24 отношения временных

467302

Г

I !

1 !

Составигель С. Лукииская

Техред О. Гуменюк Корректор А. Дзесовз

Редактор Т. Янова

Зака: 4259 Изд, М 1347 Тираж 1029 Поднисн;з

Ш!ИИПИ Государственного комитета Совета Мииистро в СССР по делам изобретений и открытий! !3035, йтосква, !х-35, Раугнсквя наб., д, 4/5

0бл. " . lï. !хостромского управления издательств, полигрвфин и книжной торговли интервалов выполняет обработку кодов Т и

tz, вырабатывает код отношения, У правление коммутаторами 10 и 11 и цифровой измеритель 24 отношения .временных интервалов осуществляется устройством управления 23. Измерение емкости производится аналогично, так .как ем.костные и щ!дуктивные цепи дуальны.

При измерении сопротивлений образцовый конденсатор может быть выбран с весьма малымя потерями, та к что отпадает необходимость в выполнении второго такта преобразования.

Предмет изобретения

1. Цифровой измеритель сопротивления, емкости и индуктивности, содержащий управля.емый генератор синусоидального напряжения (например, на основе,перестраиваемого гетеродина, смесителя и фильтра нижних частот), 20 подключенный ко входу частотозависимой цепи с образцовым и измеряемым элементами, и преобразователь изменения парамегров цепи в напряжение, вход которого подключен к выходу цепи, а его выход подключен к уиравля- 25 юще|му входу генератора, формирователь периода выходного сигнала генератора, цифровой измеритель периода и д«а коммутатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей при измерении, в него введены 30 источник напряжения постоянного тока, время-импульсный преобразователь и цифровой измеритель отношения временных интервалов, причем выход источника напряжения постоянного тока подключен ко входу измерительной цепи, вход время-импульсного преобразователя подключен к выходу измерительной цепи, входы цифрового измерителя отношения временных интервалов подключены к выходам время-импульсного преобразователя напряжения и формирователя периода выходного сигнала генератора через первый коммутатор, управляемый синхронно со вторым коммутатором, входы которого подключены к выходам генератора сииусоидального напряжения и источника напряжения постоянного тока.

2. Измеритель ио и. 1, отли гающийся тем, что преобразователь изменения параметроз измерительной цепи в напряжение содержит фазовременной формирователь, умножитель частоты генератора в 8 раз (например, Hà основе вспомогательного управляемого генератора с триггериым делителем частоты на 8, синхронизированного по выходу с основным генератором), формирователь периода умноженной частоты, формирователь разностиых интервалов и интегратор, причем выходы фазовремеиного формирователя и формирователя периода ум«ожениoll частоты подключены ко входам формиро«ателя разностных интервалов, «ыход последнего подключен ко входу интегратора, «ыход которого соединен с перестраи«аемым гетеродииом.