Устройство для измерения сопро-тивления

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и 834602 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву N- 781709 (22) Заявлено 19. 12. 78 (21) 2700203/18-21 (51)М. Кл. 01 т 27/02

1 с прнсоеднненнем заявки 1 е

Государственный комитет

СССР оо делам кзобротоннк н открытой (23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 81 ° Бюллетень М 20 (53) УДК 621. 317..33(088.8) Дата опубликования описания 02. 06. 81 (72) Авторы изобретения

А. Ф. Алейников, И. Д. Бухтияров и С. И. Новатный

Специальное опытное проектно-конструкторско-технологическое бюро СО ВАСХНИЛ (?1) Заявитель

1 !

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивлений, в частности для измерения сопротивлений датчиков, например термометров сопротивления.

По основному авт.св. 11- 781709 известно устройство для измерения сопротивления, содержащее эталонное сопро.10 тивление, параллельно соединенные с ним конденсаторы, источник напряжения, подключенный к конденсаторам через ключевые элементы, и.коммутатор, формирователь импульсов, преобразователь т5 длительности импульса в код, счетчик импульсов и индикатор, причем оба конденсатора подключены через ключевые элементы параллельно входам формирователя импульсов, выход которого подклю20 чен ко входу индикатора через последовательно соединенные преобразователь . длительности импульса в код и счетчик импульсов.

Формирователь импульсов содержит два нуль-органа, инвертор и первый элемент совпадения, а преобразователь длительности импульса в код — генератор импульсов и второй элемент совпадения, причем выходы нуль-органов подключены ко входам первого элемента совпадения непосредственно и через инвертор, вторые входы нуль-органов соединены между собой, а к одному из входов второго элемента совпадения подключен генератор импульсов (1$ .

Однако при использовании, например, в качестве измеряемого сопротивления металлического термометра сопротивления устройство позволяет измерять лишь положительные температуры, так как оно работоспособно при условии, когда измеряемое сопротивление больше или равно эталонному сопротивлению. При отрицательных температурах сопротивление,термометра становится меньше значения эталонного сопротивления и на выходе формирователя импульсов устанавли3 8346 вается нулевой сигнал при любых значениях сопротивления термометра в области отрицательных температур.

Таким образом, известное устройство не позволяет измерять значения со5 противления термометра при минусовых температурах.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, 10 что в устройстве для измерения сопроФ ,тивления, содержащем эталонное сопротивление, параллельно соединенные с ним конденсаторы, источник напряжения, подключеиный к конденсаторам 15 через ключевые элементы, и коммутатор, формирователь импульсов, преобразователь длительности импульса в код, счетчик импульсов и индикатор, причем оба конденсатора подключены через 30 ключевые элементы параллельно входам формирователя импульсов, выход которого подключен ко входу индикатора через последовательно соединенные преобразователь длительности импульса 25 в код и счетчик импульсов, формирователь импульсов содержит два нуль-органа, два инвертора, три элемента

2И-НЕ, регистратор полярности, причем первые входы нуль-органов соединены ЗО соответственно с первым и вторым входами формирователя импульсов, вторые входы нуль-органов объединены и под-ключены к корпусу, выход первого нульоргана соединен с первыми входами ре- З5 гистратора полярности, первого элемента 2И-НЕ и через первый инвертор с первым входом второго элемента 2И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго нуль-органа и через второй инвертор со вторыми входами регистратора полярности, первого элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 2И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом вто- 45 рого элемента 2И-НЕ, а выход — с выходом формирователя импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема. предлагаемого устройства для измерения сопротивления; на фиг. 2 — эпюры на50 пряжений, поясйяющие его работу.

Устройство содержит измеряемое сопротивление, например термометр 1 сопротивления, эталонное сопротивление 2

55 конденсаторы 3 и 4, ключевые элементы 5-10, источник ll напряжения, коммутатор 12, формирователь 13 импульсов, состоящий из нуль-органов !4 и

02 4

15, инверторов 16 и 17, элементов 2И-НЕ

I 8-20, регистратора 21 полярности, например, состоящего из триггера 22 и индикатора 23 знака, преобразователь 24 длительности импульса в код, выполненный, например, в виде стабильного генератора 25 импульсов и элемента 26 совпадения, счетчик 27 импульсов, индикатор 28.

Работа устройства сводится к двум полуциклам: подготовительному и измерительному (фиг. 2, интервалы to = t и t<=t< соответственно).

В подготовительный полуцикл коммутатор 12 замыкает ключевые элементы 6, 7, 9 и 10 (фиг ° 2а, интервал

t< =t ) и размыкает ключевые элементы 5 и 8 (фиг. 2б, интервал t =t ).

О

При рассмотрении работы устройства принято, что наличие положительного напряжения на ключевом элементе устанавливает его в положение замкнуто, отсутствие напряжения — в положение разомкнуто. Конденсаторы 3 и 4 через замкнутые ключевые элементы 6 и 7 заряжаются до напряжения источника 11 (фиг. 2 в, г, интервал t0 = t соот1 ветственно) . На выходе нуль-органов 14 и 15 устанавливается нулевой потенциал, так как ключевые элемен-. ты 9 и 10 замкнуты (фиг. 2 д, е, интервал 1 =;t соответственно), на выходах йнверторов 16 и 17 устанавливается логическая единица (фиг. 2 ж,з, интервал .й о = t соответственно), на выходе элементов 2И-НЕ 18 и 19 устанавливается логическая единица (фиг. 2 и, к, интервал t0 =t соответственно), а на выходе элемента

2И-НЕ 20 устанавливается логический нуль (см. фиг. 2 л, интервал tо =, )..

Триггер 22 регистратора 21 полярности может быть выполнен в виде

D-триггера, работа которого сводится к следующему. При наличии перепада нуль-единица на его тактовом входе прямой выход триггера принимает значение информационного входа, а при наличии перепада единица-нуль на тактовом входе прямой выход триггера сохраняет предыдущее значение. Паэтому на прямом выходе триггера 22 уста- . навливается логический нуль (фиг.2 м, интервал tg = t <}, а на инверсном выходе — логическая единица (фиг. 2 н, интервал

В измерительный полуцикл работы устройства (фиг. 2, интервал и = tg) 5 8346 ключевые элементы 5 и 8 замкнуты, а ключевые элементы 6, 7, 9 и 10 разомкнуты. Конденсаторы 3 и 4 начинают разряжаться через сопротивления 1 и 2 (фиг. 2 в, интервал и = t и фиг. 2 г,5 интервал t< = t>).

В рассматриваемом случае сопротивление измеряемого сопротивления 1 больше эталонного сопротивления 2, т.е. в рассматриваемом случае температура ð положительная. В соответствии с длительностью разряда конденсаторов 3 нуль-орган 14 формирует импульс Т 1 (фиг. 2 д), а нуль-орган 15 — импульс (фиг. 2 г) в соответствии с 15 длительностью разряда конденсатора 4.

Эти импульсы инвертируются инверторами 16 и 17 (фиг.2 ж, з, интервалы й, соответственно), на выходе элемента 2И-НЕ 18 сохраняет-щ ся значение логической единицы.(фиг.2 и, интервал = tz).

Формула изобретения

В момент времени на выходе элемента 2И-НЕ 19 устанавливается логичес25 ,кий нуль, значение которого сохраняется до момента-времени 4 (фиг. 2 к) .

Эта длительность является инвертированной разностью длительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1, 2 которая получается на выходе элемента

2И-НЕ 20 (фиг. 2 л, интервал t> =t<).

В тот,же момент времени t прямой выход триггера 22 принимает значение логической единицы,, так как измеряемое сопротивление 1 больше эталонного 2.

Это состояние, сохраняется в интервале O = (фиг. 2) ° Работа элементов устройства в этом интервале аналогична описанной выше, т.е. на выходе элеЮ мента 2И-НЕ 20 формируется длительность, равная разности длительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1 и 2, которая преобразуется в последовательный код преобразователем

24 длительности импульса в код, обрабатывается счетчиком 27 и индицируется индикатором 28. На прямом выходе триггера 22 сохраняется значение логической единицы. В соответствии с состоянием выходов триггера 22, индикатор 23 знака индицирует однозначный ! знак, например плюс. Индикатор знака 23 может быть выполнен, например в виде простейшего логического дешифратора и двух светодиодов. В интервал времени и = t (фиг. 2 д) рас-.

7 смо грено состояние, когда. измеряемое сопротивление 1 становится меньше эта02 б лонного сопротивления 2, и тогда на выходе элемента 2И-HE 19 сохраняется значение логической единицы (фиг.2 к, ), а на выходе элемента 2И-НЕ 18 возникает инвертированная разность длительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1 и 2, которая также проходит на выход элемента 2И-НЕ 20 (фиг. 2 л, интервал t = t ), т.е. при любых вариациях измеряемых сопротивлений, как в сторону значений больших эталонного, так и в сторону меньших, на выходе формирователя 13 импульсов формируются импульсы длительностью, равной абсолютной величине разности длительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1 и 2. В момент времени и состояние выходов триггера 22 меняется на противополож,ное. На прямом выходе триггера 22 устанавливается. значение логического нуля (фиг. 2 м, и ), а на инверсном— состояние логической единицы (фиг.2 н)

:и индикатор 23 знака меняет свое состояние и будет индицировать как знак минус.

В момент времени (фиг. 2) сопротивление измеряемого сопротивления 1 опять становится больше эталонного, что приводит к соответствующим изменениям сигналов на элементах формирователя 13 импульсов. Работа остальных элементов устройства аналогична описанной выше.

Устройство для измерения сопротивления по авт.св. N - 781709, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, формирователь, импульсов содержит два нуль-органа, два инвертора, три элемента 2И-НЕ, регистратор полярности, причем первые входы нульорганов соединены соответственно с первым и вторым входами формироватет ля импульсов, вторые входы нуль-органов объединены и подключены к корпусу, выход первого нуль-органа соединен с первыми входами регистратора полярности, первого элемента 2И-НЕ и через -первый инвертор с первым входом второго элемента 2 -HE второй вход которого соединен с выходом второго нуль-органа и через второй инвертор со вторыми входами регистратора поляр-.

7 ности, первого элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 2И-НЕ, второй. вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ, а выход — с выходом формирователя импульсов.

834602

Источники информ ции, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 781709,по заявке Р 2566588/)8-21, кл. G 01 Р 27/02, 09.0.1.78 (прототип).

834602

Рис. 8

Составитель -Л. Фомина

Тираж 73 Подписное

ДНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4