Цифровой омметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социвлнстическик

Республик

<»>983580 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

131) М Rll 3 (22) Заявлено 28. 11. 80 (21) 3008734/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

G R 27/14

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 231282 Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23.12. 82

1зЗ) УДК б21. 317 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.N.1 îí÷àð, В.В.Кравченко и С.С.Кукавский

Сибирский филиал Всесоюзного ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е.Веденеева (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ОМИЕТР

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике.

Известен цифровой омметр, содержащий тактовый генератор, генератор квантующих импульсов, источник опорного напряжения, генератор пилообразного напряжения, два компаратора,. триггер, схему И, преобразователь сопротивление — постоянное напряжение, счетчик индикатор (lj.

Однако известное устройство обладает следующими недостатками: погрешность измерения за счет изменения коэффициента передачи генератора пилообразного напряжения, погрешность измерения за счет смещения .нуля компараторов.

Наиболее близким.к предлагаемому является устройство, содержащее тактовый генератор, генератор квантующих импульсов, источник опорного напряжения, преобразователь сопротивление — постоянное напряжение, схему И, счетчик, цифро-аналоговый . преобразователь, компаратор, индикатор (2).

Недостатки известного устройства — погрешность измерения за счет смещения нуля цифро-аналогового преобразователя; погрешность измере ния за счет изменения коэффициента передачи цифро-аналогового преобразователя; погрешность измерения за счет смещения нуля компаратора.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что в цифровой омметр, содержащий тактовый генератор, генератор квантующих импульсов, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор,. элемент И, счетчик, преобразователь сопротивление-напряжение, индикатор, источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с входом компаратора, другой вход которого соединен с выходом преобразователя сопротивлениенапряжение, выход генератора квантующих импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход Сброс которого соединен с выходом тактового генератора, введены дифференцирующая цепь, и элементов ИЛИ, три элемента И, блок управления, цифро-аналоговый пре- . образователь, компаратор, два триг983580 гера, два счетчика, ключ, сумматор, элемент ИЛИ, причем выход тактового генератора соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходом первого и второго. триггеров, входом Сброс второго счетчика и третьим входом 5 блока управления, выход квантующего генератора соединен с входами второго и третьего элементов И, выход первого компаратора соединен с входом четвертого элемента И, третьим входом 0 через счетный вход третьего счетчика с входами второго цифро-аналогового п18еобразователя, выход которого через сумматор соединен с первым входом второго компаратора и преобразователем сопротивление-напряжение, выход элемента ИЛИ соединен с вхо" дом Сброс третьего счетчика, выход первого триггера через ключ.соединен с вторьм входом сумматора, выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход второго компаратора соединен с выходом первого цифро-аналогового преобразователя, а входы второго цифро-аналогового преобразователя и два входа ключа соединены с источниками опорного напряжений.

На фиг.l приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений.

Устройство содержит тактовый генератор l, счетчики 2-4, триггеры

5 и 6, блок 7 управления, цифро-аналоговый преобразователь 8, ключ 9, 50 сумматор 10, генератор 11 квантую- 55 щих импульсов, элемент И 12, цифроаналоговый преобразователь 13„ компаратор 14, преобразователь сопротивление - напряжение 15, элемент И 16, компаратор 17, дифференцирующую цепь 60

18, элемент ИЛИ 19, элемент И 20, п элементом ИЛИ 21.1-21.п, элемент

Й 22, индикатор 23.

Устройство работает следующим образом. 65 блока управления и через дифференцирующую цепь с вторым входом первого триггера и вторым входом элемента

ИЛИ, п выходов первого счетчика через и элементов ИЛИ соединены с п вхо- 15 дами первого цифро-аналогового преобразователя, другие входы и элементов ИЛИ соединены с выходом четвертого элемента И, второй вход которого через второй триггер соеди- 20 нен с выходом второго компаратора, вторым входом блока управления и с вторым входом третьего элемента И,, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с индикатором, первый и второй выходы блока управления соединены с другими входами первого н второго элементов И соответственно, выход второго элемента И соединенЗ0

С приходом импульса с тактового генератора 1 устанавливаются в нуль счетчики 2,3 и 4, триггеры

5 и 6, прямой выход блока 7 управления, а его инверсный выход устанавливается в единицу . При этом на выходе четырехквадратного цифроаналогового преобразователя 8 (в дальнейшем будем его называть прос.— то цифро-аналоговый преобразователь

8) появляется максимальное отрицательное напряжение U> (соответствующее нулевому состоянию счетчика 2), а с выхода ключа 9 на один из входов сумматора 10 поступает отрицатель ное напряжение ПоЪ (! UîÚ/) ) Uо l ) °

Импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 12 поступают на счетный. вход счетчика 3.

Выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 13 поступает на второй вход сумматора 10 и, как только его выходное напряжение сравнивается с напряжением U цифро-аналогового преобразователя 8, срабатывает компаратор 14. В результате этого срабатывает триггер 5 и блок 7 управления, на прямом выходе которого установится потенциал единицы, а на инверсном — . нуля, останавливается счетчик 3, на выходе сумматора 10 останется напряжение, равное Пэ, йа выходе преобразователя сопротивление-постоянное напряжение 15 напряжение

ПХ - " Ъ (ИЬ, (1) где Ry — образцовое сопротивление, а импульсы с генератора ll квантующих импульсов через элемент И 16 поступают на счетный вход счетчика

1 ,2. Как только входное напряжение циф ро-аналогового преобразователя 8 сравняется с напряжением U, сработает компаратор 17. Продифференцированный импульс дифференцирующей цепи 18 поступит на счетный вход триггера 6 и через элемент ИЛИ

19 на Сброс счетчика 3. С выхода элемента И 20 потенциал . единицы через элементы ИЛИ 21.1-21.п поступает на управляющие входы цифро-аналого вого преобразователя 8. В результате этого на выходе цифро-аналогово-. го преобразователя 8 появляется максимальное положительное напряжение

U,, с выхода ключа 9 на вход сумматора 10 поступает положительное напряжение Ue4 (U>

С,приходом следующего импульса с тактового генератора 1 цикл asмерения повторяется.

Результат. измерения И определяется по формуле

N = (2И-l)-Х

R (2)

3Х Roю где  — измеряемое сопротивление

- образцовое сопротивление; и - количество двоичнык разря-. дов цифро-аналогового преобразователя 8.

Очевидно7 что результат измерени не зависит от смещения. нуля и изменения коэффициента передачи цифро-аналогового пре6бразователя 8, так как фактически происходит измерение его экстремальных выходных напряжений, а затем ищется отношение U IUs(Uy/U,}, пропорциональное отношению измеряемого сопротивления

Rg к образцовому Ва (будем считать, . что за время измерейия величина напряжения смещения нуля не изменяется).

Очевидно также,.что результат as мерения NX не зависит н от смещения нуля компаратора 17. Покажем это Из эпюр напряжений на (фиг.2) и описания, работы устройства видно, что

Я= (2-1) — °

Rx (4)

Х Rî

Покажем, что результат измерения

15 не зависит и от смещения нуля комI т

;паратора "1 4.

20 где 4 - напряжения смещения нуля компаратора 14.

Отсюда

)4 = (2 -1)- - (6)

Rd

Формула изобретения т

Цифровой осетр, содержащий такто. вый генератор, генератор хвантующих импульсов, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор, элемент И, 30 счетчик, преобразователь сопротивление — напряжение, индикатор, источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с входом цифро-ана35 логового преобразователя, выход ко- .. торого соединен с входом комнаратора, другой вход которого соединен с выходом преобразователя сопротивлениенапряжение, выход генератора квантую49 щих импульсов соединен с первым.вхоя дом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход Сброс . которого соединен с выходом тактового генератора,.о т

45 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дифференцирующая цепь и элементов ИЛИ, три элемента И, блок управления, цифро-анало» говый преобразователь, компаратор, два триггера, два счетчика, ключ, сумматор, элемент ИЛИ, причем выход тактового генератора соединен с . первым входом элемента ИЛИ, входом первого и второго триггеров, входом Сброс второго счетчика и тре тьим входом блока управления, выход квантующего генератора соединен с

-входом второго и третьего элементов И, выход первого компаратора аО соединен с входом четвертого эле-. мента И, третьим входом .блока управления и через дифференцифующую цепь с вторым входом первого тригге ра и вторым входом элемента ИЛИ, 65 и выходов первого счетчика через

25 где U,,— -амплитуда напряжения на

1 выходе цифро-аналогового преобразователя 8, соответ ствующая максимальному коду на его управляющйх входах у

U — амплитуда напряжения на зыd ходе цифра-аналогового преобразователя 8, соответствующая коду нуля на его управляищих входаху — напряжение смещения нуля компаратора 17.

Отсюда

983580 и .элементов соединены с и входами. первого цифро-аналогового преобразователя, другие входы и элементов, ИЛИ соединены с выходом четвертого элемента И, второй вход котсрого через второй триггер соединен с выходом второго компаратора, вторым входом блока управления и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с индикатором, первый и второй выходы блока управления соединены с другими входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента И соединен через счетный вход третьего счетчика с входами второго.цифро-аналогового преобразователя, выход которого через сумматор соединен с первым входом второго компаратора и преобразователем сопротивление— напряжение, выход элемента ИЛИ соединен с входом Сброс третьего счетчика, выход первого триггера через ключ соединен с вторым входом сумматора, выход второго триггера соединен с.первым входом третьего элемента И, второй вход второго компаратора соединен с выходом первого цифро-аналогового преобразователя, а входы второго цифро-аналогового преобразователя и два входа ключа соединены с источниками опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Мирский.Г.Я. Радиоэлектронные измерения, M. Энергия, 1975, с. 296, 303.

2. Шило В.Л. Линейные интеграль-. ные схемы в радиоэлектронной аппараЩ туре. M. Сов. радио, 1979, с. 337 (прототип) ..

983580

Подписное

Заказ 9912/52 Тираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О.Панчерников

Редактор И.Николайчук Техред М.Тепер корректор A. Гриценко