Цифровой измеритель сопротивления

 

ОПИСАНИЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советених

Соцнаннетнчесннх

Реенубнпи

<и> 875306 (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 22. 02. 80 (21) 2887475/18-21 с присоединением заявки М(23) Приоритет(5I)N. Кл.

G 01 R 27/02

Вауааретиеиый кдиитет

СССР ав делам изебретеиий и вмрмтий (53) УДК.621. 317..33(088.8) Опубликовано 23.10 81 ° бюллетень,Не 39

Дата опубликования описания 25 . 1 0.81 (72) Авторы изобретения

В.Ф. Андрейченко и О.П. Дьяков (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕН ИТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерений электрических сопротивлений путем преобразования электрических сигналов в частоту следования импульсов.

Известен дискретный омметр, содержащий частотные датчики, счетчики, управляемый ключ, соединенный с выходом умножителя частоты, источник питания и эталонное сопротивление.

В качестве частотных датчиков иснользованы дифференциальные квантовые преобразователи типа ток — частота, вход одного из которых соединен источником питания и измеряемым и эталонным сопротивлениями, вход другого †.с источником питания и измеряемым сопротивлением, выход одного из датчиков подключен через последовательно включенные умножитель частоты и ключ к входу счетчика импульсов, а выход второго частотного датчика подключен к входу второго счетчика (1).

Недостатком этого дискретного омметра является наличие погрешности измерения омметра за счет влияния входного сопротивления частотного датчика, что имеет существенное значение при измерении малых сопротивлений.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель сопротивлений, содержащий частотные датчики, источник питания, умножитель частоты, -счетчик импульсов, первый частотный датчик, связанный с умножителей частоты, эталонное сопротивление, второй частотный датчик, связанный со счетчиком импульсов через ключ, управляющее устройство, устройство отображения информации, реверсивный счетчик, ключи, элемент задержки и элемент ИЛИ, причем умножитель частоты подключен к реверсивному счетчику через ключи, 875306

30 управляющие входы которых соединены . с выходами управляющего устройства, другие выходы которого связаны со счетчиком импульсов, входами элемента ИЛИ и управляющими входами ключа, установленного между источником питания и измеряемым сопротивлением и ключа, установленного между источником питания и входом второго частотного датчика, причем выход элемента 1р

ИЛИ связан через элемент задержки с ключом на выходе второго. частотного датчика 12).

Недостатком этого измерителя является наличие погрешности измерения, обусловленной возможньп4 различием коэффициентов передачи двух частотных датчиков, Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель сопротивления, содержащий частотный преобразова-, тель, например квантовый преобразователь типа ток — частота, первый вход которого соединен с выходом источника питания, второй вход — с выходом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резисто% ра, а управляющий вход соединен с первым выходом блока управления, выход частотного преобразователя соеди.нен через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход кото- рого соединен с управляющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерителя для подключения измеряемого сопротивления, элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами четвертого и пятого ключей, входы которых объединены, введены генератор импульсов, дифференцирую- 45 . щий элемент, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа, причем вторая входная клемма измерите- ля для подключения измеряемого сопротивления соединена с вьгходом источ- S0 ника питания, со вторым выводом эталонного резистора и с входом шестого ключа, выход которого соединен со вто; рым входом частотного преобразователя и с выходом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с входами четвертого и пятого ключей, выход реверсивного счетчика соединен со вторым входом блока управления, первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, с входом третьего элемента задержки и с управляющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго-элемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с управляющим входом четвертого ключа, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым. входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирукщий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерителя.

На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя сопротивления.

Устройство содержит измеряемое сопротивление 1, эталонный резистор

2, частотный преобразователь 3, например квантовый преобразователь типа ток — частота, ключи 4, 5, 6 и 7, счетчик 8 импульсов, генератор 9 импульсов (например, кварцевый генератор), ключи 10, 11, реверсивный счетчик 12, блок 13 управления, элементы ИЛИ 14, 15 и !6, элементы 17, 18 и 19 задержки, дифференцирующий элемент 20, ключ 2k.

Цифровой измеритель сопротивления работает следующим образом.

При включении измерителя блок !3 управления открывает ключи-4, 7 и 10

Ф

Ключи 7 и 10.открываются через время, равное времени задержки .с целью учета переходных процессов в частотном преобразователе 3. Через магнитную систему частотного преобразователя

3 начинает протекать ток 14 равный

E — >

Вх

1 1 кВХ

2 Ъ2 КЕ

N N(Rx+РЭХ), 1,, KF

30

RÌ+RÂõ

N Ьт К М ВХ

3 К йВ, 5 8753 где Š— напряжение источника питания

I (на чертеже не показан);

R > — измеряемое сопротивление 1; 8 — входное сопротивление частотного преобразователя 3.

С выхода частотного преобразова" теля 3 импульсы с частотой следования, которая обратно пропорциональна сопротивлению R><+ Rв, поступают на счетчик 8.импульсов. Одно- 10 временно на реверсивный счетчик 12 поступают импульсы от генератора 9 импульсов с частотой следования -., После заполнения счетчика 8 импульсов с его выхода выдается сигнал >5 на блок 13 управления. При этом ключи 4, 7 и 10 закрываются.

Время Т11в течение которого происходит заполнение счетчика 8 импульсов, равно 20 где М вЂ” число импульсов в заполненном счетчике 8 импульсов (емкость счетчика 8 импульсов), К - коэффициент пропорциональности.

За это время число импульсов Й в реверсивном счетчике 12 равно

По сигналу с блока 13 управления через элемент ИЛИ 15 и дифференцирующий элемент 20 сбрасывается счетчик 8 импульсов и открывается ключ 5, подключающий ко входу частотного пре- 40 образователя 3 источник питания Е.

Через промежуток времени, определя-, емый элементом 18 задержки, открываются ключи 7 и 11 На вход частотного преобразователя 3 начинает поступать 45 ток 1у равный

06 6

При этом в емя TZ.çàïoëíåíèÿ счетчика 8 импульсов равно

За это время в реверсивном счетчике 12 вычитается количество импульсов

М, равное

И =ЕТ =У

2. Г 2 Г К1-„

В результате в реверсивном счетчике 12 остается число Ng импульсов с

1 2 Г КЕ Г КЕ т.е. получим число И,„,пропорциональное Ry, Однако при этом, как видно .из полученного выражения, на точность измерения влияет разброс напряжения источника питания Е.

Для устранения влияния разброса напряжения источника питания после заполнения счетчика 8 импульсов по сигналу с блока 13 управления через дифференцирующий элемент 20 и элемент

ИЛИ 15 счетчик 8 импульсов сбрасывается и ключи 5, 7 и Il закрываются, открывается ключ 6, а ключи 7 и 11 открываются через промежуток времени, определяемый элементом 19 задержки. На вход частотного преобразователя 3 начинает поступать ток равный

Счетчик 8 импульсов начинает заполняться импульсами с частотой следования Г, а в реверсивном счетчике 12 производится вычитание оставшегося числа импульсов И импульсами, поступающими от генератора 9 импульсов до нуля. Время Т, в течение которого производится вычитание, равно

Е

"2- Рэх

56

На счетчик 8 импульсов начинают поступать импульсы с частотой следова-. ния f обратно пропорциональной сопротивлению R><, а от генератора 9 импульсов через открытый ключ 11 импульсы поступают на второй вход реверсивного счетчика 12, где производится вычитание записанных импульсов.

"" =NRx тз K 1 кЕ la

Korpa реверсивный счетчик 12 установится в нуль, с его выхода выдается сигнал в блок 13 управления, ключи б, 7 и II закрываются,,открывается ключ 21 и на выход измерителя выдается записанное в счетчике

8 импульсов число N y импульсов, пос875306 тупивших.от частотного преобразователя 3 эа время Тд, равное так как Яв и R 9 известны.

Как следует из полученного соотношения, влияние разброса источника ,питания исключается.

Предлагаемое изобретение позволя ет исключить влияние раэбросов коэффициента передачи К частотных преобразователей на точность измерения. }5

При этом точность измерения определяется кратковременной нестабильностью преобразования, которая мала из-за идентичных условий работы, разряднос гью счетчиков, а также погрешнос- 2О тью генератора эталонной частоты, которая может быть обеспечена существенно меньшей, чем ошибка преобразования. Суммарная погрешность измерений не превышает 0,005-0,0017.. 25

Формула изобретения

Цифровой измеритель сопротивления, содержащий частотный преобразователь, например кнантовый преобразователь типа ток — частота, первый вход которого соединен с выходом источника питания, второй вход — с выходом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резистора а управляющий вход соединен с первым выходом блока управления, выход частотного преобразователя соединен через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом третьего

45 ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерителя для подключения измеряемого сопротивления, элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которбго

50 соединены соответственно с выходами . четвертого и пятого ключей, входы которых объединены, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью понышения точности измерения, нведены генератор импульсов, дифференцирующий элемент, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа, причем вторая входная клемма измерителя для подключения измеряемого сопротивления соединена с выходом источника питания, со вторым ныводом эталонного резистора и с входом шестого ключа, вьгход которого соединен со вторым входом частотного преобразователя и с выходом третьего ключа, вы-, М ход генератора импульсон соединен с входами четвертого и пятого ключей, выход реверсивного счетчика соединен

ccr вторым входом блока управления, первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки н с первым входом третьего элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, с входом третьего элемента задержки и с управляющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента. задержки и с управляющим входом четвертого ключа, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим вхо.— дом второго ключа, вход первого элеь}ента задержки соединен со вторым выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом седьмого ключа, вход которого соедииен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирующий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерителя.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

}}9 390474, кл. G 0} R 27/14, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

}1 705380, кл. G 01 R 27/14, 1977 (прототип).

875306

Составитель Л. Фомина

Редактор Т. Кугрышева Техред А. Ач Корректор А. Дэятко

Заказ 9326/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Иосквад Ж-35 Раушская наб.д д. 4/5

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