Цифровой измеритель емкости,индуктивности и сопротивления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 478266 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 06.07.71 (21) 1678520/26-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 25.07.75 Бюллетень №27

Дата опубликования описания 23 1О 7 (51) М. Кл.

G 0li 27/26

Государственный комитет

Соввта Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.317..73 (088.8) (72) АвтоРы B. Ф. Бахмутский, А. А, Вдовиченко, И. И. Гореликов, Г. E. Иванов, изобРЕтен"и B. Ф. козлов, A. } Рыжевский, } . H. Рыжевская и B. N. }}}ляндин (71) Заявители Львовский завод электроизмерительных приборов и Пензенский политехнический институт (54) БИФ}>ОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ENKOCTH, И}}ДУКТИВ}}ОСТИ И СОПРОТИВЛЕИИ (."; :т >! - "1 ,> >

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известен цифровой измеритель емкости, индуктивности и сопротивления, содержаший источник возбуждаюшего напряжения, выход. которого подкшочен к измерительной цепи, состояшей из активного и реактивного со» противлений, два блока для сравнения напряжений, каждый из первых входов которых подклк>чен к измерительной цеди, а каждый из вторых входов — к вьгходам активного делителя напряжения, блок для управления запуском, и цифровой измеритель интервалов времени.

Однако известный измеритель характеризуется недостаточной точностью и помехозашишенностью вследствие зависимости частоты циклического переходного процесса в измерительной цепи от измеряемой величины.

Белью изобретения является повышение точности измерений и помехозашишенности.

Йля этого в измеритель введены два ключа и триггер, причем первый выход источника возбуждающего напряжения тина меандр, частота которого синхронизирована с частотой питакшей сети, соединен с одним из входов первого клк>ча, второй выход источника возбуждаюшего напряжения подключен к входу первого блока для срав- нения, третий выход источника подключен к одному из входов второго ключа и к входу второго блока для сравнения, каждый из вторых входов ключей соединен с одним из двух выходов триггера, а выходы обоих кло>чей подсоединены к входу измерительной цепи, один из входов триггера подключен к выходу второго блока дня сравнения, а второй выход тригт ера подклк>чен к блоку для управления запуском.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема. измерителя; на фиг. 2, 3временные диаграммы, пояснякшие работу измерителя в двух различных режимах(для возбуждающего сигнала вида симметричной прямоугольной волны) .

Бифровой измеритель емкости, индуктивности и сопротивления содержит блок для управления 1, два управляемых ключа 2, 3, источник возбуждающего сигнала 4, масштабир гющий элемент 5, измерительную цепь 6, два блока для сравнения напряжений 7 и В, формирователь 9 и цифровой измеритель временных интервалов 10, б

Измеритель работает следующим обра;, зом.

При подаче пусковсго импульса блок 1 синхронно с частотой сигнала помехи вырабатывает тактовые импульсы, которые вь.= щ полняют циклическое переключение полярности, в при помощи управляемых клн>чей

2 и 3 — циклическое переключение параметров выходного напряжения (ампл>итуды, крутизны) источника 4. С выхода источни- и ка 4 на входы масштабируюшего элемента

5 и измерительной цепи 6 подается возбуждающий сигнал ) (например вида симметричной прямоугольной волны (см. фиг.

2, 3); с выходов масштвбируюшего эле- д0 мента 5 на один из входов блоков 7, 8 для сравнения напряжений подаются опор-! >> ные сигналы !) К Я и О =), где К, К—

0 1 9 2 1 2 коэффициенты масштабирования; на другие входы блоков 7, 8 с выхода измерительной цепи 6 подается измерительный сигнал х

В моменты равенства напряжений

> и

00 и О» U 0 >1 0» на входах бло- З0

1 ков 7, 8 последние выг>абвтывак>т импульсы, которые совместно с тактовыми импульсами, вырабатываемыми блоком 1, поступают на входы формирователя 9. Формирователь

9 на основе поступивших импульсов формиру- 35 ет информационные временные интервалы длительностью „„, поступающие на цифровой изл1еритель 10, который передним фронтом пускового импульса установлен в исходнОе состояние,, а также формирует управляю- 40 шие импульсы, пг>стуг>ан>щие нв блок

При поступлении этих импульсов блок 1 вырабатывает сигналы г>ервключения клгочей

2, 3, изменяя тем I-I»;I,, l парвметрг> ! выходного гигив>гв иеточника 4. В каждом 40 такте, соответствующем одной полярности возбужду>щего сигнала, клк>чи переклн>чвются дважды, твк что в следующем такте, соответствун.шем другой полярности возбуждающего сигнала, процесс повторяет- й>0 ся. жения

55 тельное время, Первый режим может быть использован в случае, когда в течение одного периога сигнала помехи (Тп ) необходимо полу60 !чить несколько тактов изменения напряже-!

Конкретные реализации измерителя рвзличак>тся по характеру используемых возбуждающих сигналов (прямоугольнь е, треугольные и др.), а также по режимам стабилизации граничных уровней развертывающего напряжения, которым является напряжение возбуждения или напряжение

I на выходе измерительной цепи.

На фиг. 2, 3 приведен вариант исцоль- зоввния возбуждающего напряжения вида симметричной прямоугольной волны, когда развертываюцгим напряжением служит напряжение на выходе изл1ерительной цепи (Ц, ), причем фиг. 2 соответствует стабилизации граничных уровней Q =+ Q

ХО- 0 при использовании двух блоков 7, 8, а фиг. 3 — выполнению того же граничного условия при использовании одного блока 7.

Из сопоставления диаграмм видно, что в первом случае,, импульс, управляющий переключением ключей 2, 3 совпадает с импульсом, от которого срабатывает блок

8, а стабилизация напряжения Ц»0 достигается переклн>чением напряжения возбуж» дения уровня + Я на уровень + Q (для

0 активной интегрирующей измерительной цепи » на нулевой уровень); во втором случае илнпульс, управляющий переклк>чением клк>чей 2, 3, совпадает с импульсом, от которого срабатывает блок 7, а стабилизация достигается переключением напряжения возбуждения с уровня + g на уровень

И

+ 1,) (для активной интегрируюц>ей изме0 рнт*пьной пепе нв уровень т (g, опе О(уть>> ° >

>н е

Второй импульс, управлякший переключением клк>чей 2, 3, в обоих режимах совпадает с тактовым импульсом (импульсом> . переклн>чвк>щим полярность возбуждающего сигнала).

Из фиг, 2, 3 видно, что в первом режиме напряжения Д устанавливается хо практически орноврел>енно с переклн>чением возбуждвн-щего сигнала, во втором режиме по> пе перекл. чегпгя возникает переходной процесс, в резупьтвте которого х п асп лги го г и чески приближается к .

0 вк>1л1 1>б!>взол;, в первом случае переходный и(>оцесс изменения напряжения

I х

1>е изл>ег яет сион> крутизну и необходимый уровень напряжения Q постигается

,г о зв более короткое время; во второлг случае процесс изменения напряжения х после достижения перв>н о опорного уровня

l Г ул еньшает крутизну и уровень нвпряо

Q достигается за бо>гее дчихо

478266 ния Ц; второй рейим-в случае, когда в, х течение периода Г„ достаточно получения одного такта изменения напряжения

О . B соответствии с этим в первом, х случае измерение четного количества временных интервалов -./ ° может быть -Х выполнено в течение периода а помехозащищенность обеспечивается по механизму усреднения сигнала помехи (дискретное интегрирование); во втором случае два временных интервала могут быть получены в течение 2ТП, а

1.. помехозащищенность обеспечивается по механизму компенсации помехи одного знака 15 в двух разнополярных измерительных тактах.

Суммирование временных интервалов в обоих случаях выполняется цифровым измери тел ем.

Поскольку режим, описываемый фиг. 2, 20 характеризуется более высокой, а режим, описываемый фиг. З,-более низкой частотой изменения напряи;ения на реактивноь элементе измерительной цепи 6, первый целесообразно использовать нри измерении 25 относительно малых реактивностей и больших сопротивлений, а второй — при измерении относительно больших реактивностей и малых сопротивлений. В отношении влияния

l потерь в измеряемых peaK",ивностях оба ре- З0 жима (при одинаковых постоянных времени измерительной цепи 6 и одинаковых факторах потерь) эквивалентны, причем влияние потерь уменьшается оптимальным выбором

К и К 35

1 2

Аналогичным образом могут быть реали зованы режимы принудительного тактирования при пилообразном возбуждающем напря40 жении и дифференцируюшей измерительной цепи.

Предмет изобретения цифровой измеритель емкости, индуктив .ности и сопротивления, содержащий источник возбуждающего напряжения, вйход которого цодключен к измерительной цепи, состоящей из активного и реактивного сопротивления, два блока для сравнения напряжений, каждый из первых входов которых подключен к измерительной цепи, а каждый из вторых входов — к выходам активного делителя напряжения, блок для управления запуском и цифровой измеритель интервалов времени, отличаюшийс я тем, что, с целью повь.щения точности измерений и помехозащищенности,, в него введены два ключа и триггер, причем первый выход источника возбуждающего напряжения типа

Ю меандр, частота которого синхронизира»

Ю/ вана с Частотой питающей сети, соединен с одним из входов первого ключа, второй выход источника возбуждающего, напряжения подключен к входу первого блока для сравнения, третий выход источника подклю1 чен к одному из входов второго ключа и к входу второго блока для сравнения, каждый из вторых входов ключей соединен с одним из двух выходов триггера, а выходы обоих ключей подсоединены к входу измерительной цепи, один из входов триггера подключен к выходу второго блока для сравнения, а второй рыход триггера подключен к блоку для управления запуском.

478266 У!

-Е

О ц!

-Кр

Заказ Я,, Управдом

РР/Рулад!

ПусюоЮ ампул

Е

Vu

Е а

Ур

$/) Гнраж gp2 . Подписное

Предприятие сПатент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24