MD629Z

MD629Z - Ohmmeter

Info

Publication number: MD629Z
Application number: MDS20120177A
Authority: MD
Inventors: Виталие НАСТАС; Павел НИКОЛАЕВ
Original assignee: Технический университет Молдовы
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-11-30
Also published as: MD629Y

Abstract

The invention relates to the measurement technique and can be used for high-precision measurement of resistance.The ohmmeter contains two terminals (3, 4) for connection of the measured object, a resistor (2) having one pole connected to the first terminal (3), a constant-current source (1), to one terminal of which is connected the second pole of the resistor (2), a converter of negative resistance (5) with an input for controlling the reproduced resistance, a control input and two outputs, one of which is connected to the second terminal (4) and the second input - to the second terminal of the current source (1), a voltage comparator (6), having one input connected to the first terminal (3), and the second input - to the common point of the converter (5) and the current source (1). The ohmmeter also contains a counting pulse generator with stable frequency (7), an AND gate (8) with one output and two inputs, one of which is connected to the output of the comparator (6), and the second input - to the output of the generator (7), a digital indication unit (9), having its input connected to the output of the AND gate (8) and to the control input of the converter (5). The control input of the converter (5) is digital, and control of reproducible resistance is obtained by means of counting pulses from the output of the AND gate (8).

Description

Invenţia se referă la tehnica de măsurări şi poate fi utilizată pentru măsurarea cu precizie înaltă a rezistenţei. The invention relates to measurement techniques and can be used for high-precision measurement of resistance.

Cea mai apropiată soluţie este ohmmetrul, care conţine două cleme pentru conectarea obiectului măsurat, un rezistor, o sursă de curent continuu şi un convertor de rezistenţă negativă, toate conectate în serie, precum şi un comparator de tensiune, conectat cu o intrare la punctul comun al rezistorului şi clemei pentru conectarea obiectului măsurat, iar cu a doua - la punctul comun al sursei şi convertorului. Ohmmetrul mai conţine un indicator de tensiune, conectat cu intrarea la ieşirea comparatorului. În procesul măsurării rezistenţei se reglează rezistenţa reprodusă de convertor până la echilibrarea circuitului de măsurare [1]. The closest solution is the ohmmeter, which contains two terminals for connecting the measured object, a resistor, a DC source and a negative resistance converter, all connected in series, as well as a voltage comparator, connected with one input to the common point of the resistor and the terminal for connecting the measured object, and with the second - to the common point of the source and converter. The ohmmeter also contains a voltage indicator, connected with the input to the comparator output. In the process of measuring resistance, the resistance reproduced by the converter is adjusted until the measuring circuit is balanced [1].

Dezavantajul acestui dispozitiv constă în necesitatea reglării din exterior a rezistenţei reproduse de convertor, ceea ce complică utilizarea practică a ohmmetrului. The disadvantage of this device is the need to externally adjust the resistance reproduced by the converter, which complicates the practical use of the ohmmeter.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în automatizarea măsurărilor. The problem that the present invention solves consists in automating measurements.

Ohmmetrul, conform invenţiei, înlătură dezavantajul menţionat mai sus prin aceea că conţine două cleme pentru conectarea obiectului măsurat, un rezistor, conectat cu un pol la prima clemă, o sursă de curent continuu, la o bornă a căreia este conectat cel de-al doilea pol al rezistorului, un convertor de rezistenţă negativă cu o intrare de reglare a rezistenţei reproduse, o intrare de comandă şi două ieşiri, una dintre ele fiind conectată la cea de-a doua clemă, iar cea de-a doua ieşire - la borna a doua a sursei, un comparator de tensiune, conectat cu o intrare la prima clemă, iar cu cea de-a doua intrare - la punctul comun al convertorului şi sursei. Ohmmetrul mai conţine un generator de impulsuri de numărare cu frecvenţă stabilă, un element logic ŞI cu o ieşire şi două intrări, una dintre ele fiind conectată la ieşirea comparatorului, iar cea de-a doua - la ieşirea generatorului, un bloc de afişare digitală, conectat cu intrarea la ieşirea elementului logic ŞI şi la intrarea de reglare a convertorului. Intrarea de reglare a convertorului este de tip digital, iar reglarea rezistenţei reproduse se obţine prin intermediul impulsurilor de numărare de la ieşirea elementului logic ŞI. The ohmmeter, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantage by containing two terminals for connecting the measured object, a resistor, connected with one pole to the first terminal, a direct current source, to one terminal of which the second pole of the resistor is connected, a negative resistance converter with an input for adjusting the reproduced resistance, a control input and two outputs, one of them being connected to the second terminal, and the second output - to the second terminal of the source, a voltage comparator, connected with one input to the first terminal, and with the second input - to the common point of the converter and the source. The ohmmeter also contains a generator of counting pulses with a stable frequency, a logical AND element with one output and two inputs, one of which is connected to the comparator output, and the second - to the generator output, a digital display block, connected with the input to the output of the logical AND element and to the adjustment input of the converter. The adjustment input of the converter is of a digital type, and the adjustment of the reproduced resistance is obtained by means of counting pulses from the output of the logical AND element.

Rezultatul invenţiei prezintă un ohmmetru automat pentru măsurarea cu precizie înaltă a rezistenţei. The result of the invention presents an automatic ohmmeter for high-precision resistance measurement.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-2, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in Fig. 1-2, which represent:

- fig. 1, structura ohmmetrului; - Fig. 1, structure of the ohmmeter;

- fig. 2, diagrama în timp a semnalelor la măsurarea rezistenţei. - Fig. 2, time diagram of the signals during resistance measurement.

Ohmmetrul (vezi fig. 1) conţine două cleme 3, 4 pentru conectarea obiectului măsurat, un rezistor 2, conectat cu un pol la prima clemă 3, o sursă de curent continuu 1, la o bornă a căreia este conectat cel de-al doilea pol al rezistorului 2, un convertor de rezistenţă negativă 5 cu o intrare de reglare a rezistenţei reproduse Rreg, o intrare de comandă Start şi două ieşiri, una dintre ele fiind conectată la cea de-a doua clemă 4, iar cea de-a doua ieşire - la borna a doua a sursei 1, un comparator de tensiune 6, conectat cu o intrare la prima clemă 3, iar cu cea de-a doua intrare - la punctul comun al convertorului 5 şi sursei 1. Ohmmetrul mai conţine un generator de impulsuri de numărare cu frecvenţă stabilă 7, un element logic ŞI 8 cu o ieşire şi două intrări, una dintre ele fiind conectată la ieşirea comparatorului 6, iar cea de-a doua - la ieşirea generatorului 7, un bloc de afişare digitală 9, conectat cu intrarea la ieşirea elementului logic ŞI 8 şi la intrarea de reglare a convertorului 5. Intrarea de reglare a convertorului 5 este de tip digital, iar reglarea rezistenţei reproduse se obţine prin intermediul impulsurilor de numărare de la ieşirea elementului logic ŞI 8. The ohmmeter (see Fig. 1) contains two terminals 3, 4 for connecting the measured object, a resistor 2, connected with one pole to the first terminal 3, a direct current source 1, to one terminal of which the second pole of the resistor 2 is connected, a negative resistance converter 5 with an input for adjusting the reproduced resistance Rreg, a Start control input and two outputs, one of which is connected to the second terminal 4, and the second output - to the second terminal of the source 1, a voltage comparator 6, connected with one input to the first terminal 3, and with the second input - to the common point of the converter 5 and the source 1. The ohmmeter also contains a generator of counting pulses with a stable frequency 7, a logical AND element 8 with one output and two inputs, one of which is connected to the output of the comparator 6, and the second - to the output of the generator 7, a digital display block 9, connected with the input to the output of the logical AND element 8 and to the adjustment input of the converter 5. The adjustment input of the converter 5 is of digital type, and the adjustment of the reproduced resistance is obtained by means of the counting pulses from the output of the logical AND element 8.

Ohmmetrul funcţionează în felul următor. The ohmmeter works as follows.

Obiectul măsurat cu rezistenţa RX se conectează la clemele 3 şi 4. Convertorul de rezistenţă negativă 5 reproduce la contactele de ieşire o rezistenţă de referinţă Rref, care împreună cu rezistenţa măsurată RX formează un circuit de măsurare în serie alimentat cu curent IS de la sursa de curent continuu 1 prin rezistorul 2. Valoarea rezistenţei Rref se reglează prin intermediul impulsurilor de numărare Ui, produse de generatorul 7 în banda de valori 0÷Rref.max prin intrarea de reglare Rreg şi constituie: Rref = K·NX, unde K reprezintă coeficientul de conversie al convertorului 5, NX - numărul de impulsuri parvenite la intrarea Rreg. Comparatorul 6 compară tensiunile de la intrări, care constituie semnalul de dezechilibru Ude şi formează un semnal de intrare Uo pentru o intrare a elementului ŞI 8. Când semnalul Uo are valoarea „1” logic - se permite trecerea impulsurilor Ui la intrarea de reglare a convertorului 5 şi la blocul de afişare 9, iar când valoarea lui Uo trece în „0” logic - trecerea impulsurilor respective încetează. The measured object with the resistance RX is connected to terminals 3 and 4. The negative resistance converter 5 reproduces at the output contacts a reference resistance Rref, which together with the measured resistance RX forms a series measurement circuit supplied with current IS from the direct current source 1 through the resistor 2. The value of the resistance Rref is regulated by means of the counting pulses Ui, produced by the generator 7 in the value band 0÷Rref.max through the regulation input Rreg and constitutes: Rref = K·NX, where K represents the conversion coefficient of the converter 5, NX - the number of pulses arriving at the input Rreg. Comparator 6 compares the voltages at the inputs, which constitute the imbalance signal Ude and forms an input signal Uo for an input of the AND element 8. When signal Uo has the logical value "1" - the passage of pulses Ui to the adjustment input of converter 5 and to the display block 9 is allowed, and when the value of Uo goes to logical "0" - the passage of the respective pulses ceases.

Diagrama în timp (vezi fig. 2) reflectă două cazuri de măsurare a rezistenţei RX de diferite valori, RX1 şi RX2. Căderile de tensiune pe rezistenţa măsurată constituie respectiv URx1 şi URx2, pe rezistenţa reprodusă de convertor - Uref1 şi Uref2. La acţionarea semnalului Start convertorul instalează valoarea rezistenţei negative reproduse Rref = 0. Acestei stări îi corespunde Ude = URX - Uref > 0, ceea ce aduce la prezenţa unei tensiuni la ieşirea comparatorului 6 Uo = „1” şi permite trecerea impulsurilor Ui la intrarea de reglare Rreg a convertorului 5. Aceasta aduce la creşterea valorii rezistenţei Rref până la momentul trecerii tensiunii Uo la valoarea „0”. În acest moment se opreşte trecerea impulsurilor Ui prin elementul ŞI şi respectiv creşte rezistenţa reprodusă de convertor Rref. Numărul de impulsuri NX, trecute prin elementul ŞI, este numărat şi afişat de către blocul de afişare 9 în formă de valoare a rezistenţei măsurate: Rx = - Rref = K·NX. Astfel, ohmmetrul propus asigură măsurarea automată a rezistenţei cu afişarea rezultatului. The time diagram (see Fig. 2) reflects two cases of measuring the resistance RX of different values, RX1 and RX2. The voltage drops on the measured resistance are URx1 and URx2, respectively, on the resistance reproduced by the converter - Uref1 and Uref2. When the Start signal is activated, the converter sets the value of the reproduced negative resistance Rref = 0. This state corresponds to Ude = URX - Uref > 0, which leads to the presence of a voltage at the output of the comparator 6 Uo = "1" and allows the passage of pulses Ui to the regulation input Rreg of the converter 5. This leads to an increase in the value of the resistance Rref until the voltage Uo passes to the value "0". At this moment, the passage of pulses Ui through the AND element stops and the resistance reproduced by the converter Rref increases, respectively. The number of pulses NX, passed through the AND element, is counted and displayed by the display block 9 in the form of the measured resistance value: Rx = - Rref = K·NX. Thus, the proposed ohmmeter provides automatic resistance measurement with display of the result.

În calitate de exemplu de implementare practică poate servi cazul, în care ohmmetrul se utilizează pentru măsurarea unei rezistenţe RX = 7 kΩ. Curentul de la sursa de alimentare constituie, de exemplu, IS = 1 mA. Valoarea iniţială a tensiunii Ude = 10-3 · 7·103 = 7 V. Comparatorul 6 produce la ieşire semnalul Uo = „1”, care permite trecerea prin elementul logic ŞI a impulsurilor produse de generatorul 7 la intrarea de reglare a convertorului. În procesul măsurării impulsurile reglează rezistenţa Rref până la momentul trecerii tensiunii Uo din valoarea „1” logic în valoarea „0” logic, ceea ce corespunde valorii rezistenţei măsurate: RX = -Rref = 7 kΩ. As an example of practical implementation, the case where the ohmmeter is used to measure a resistance RX = 7 kΩ can serve. The current from the power supply is, for example, IS = 1 mA. The initial value of the voltage Ude = 10-3 · 7·103 = 7 V. The comparator 6 produces at the output the signal Uo = "1", which allows the passage through the logical AND element of the pulses produced by the generator 7 to the control input of the converter. In the process of measurement, the pulses regulate the resistance Rref until the moment the voltage Uo passes from the logical "1" value to the logical "0" value, which corresponds to the value of the measured resistance: RX = -Rref = 7 kΩ.

1. MD 590 Y 2013.01.31 1. MD 590 Y 2013.01.31

Claims

1. Ohmmeter, comprising two terminals (3, 4) for connecting the measured object; a resistor (2), connected with one pole to the first terminal (3); a direct current source (1), to one terminal of which the second pole of the resistor (2) is connected; a negative resistance converter (5) with an input for adjusting the reproduced resistance, a control input and two outputs, one of which is connected to the second terminal (4), and the second output - to the second terminal of the source (1); a voltage comparator (6), connected with one input to the first terminal (3), and with the second input - to the common point of the converter (5) and the source (1); a generator of counting pulses with a stable frequency (7); a logical AND element (8) with one output and two inputs, one of which is connected to the output of the comparator (6), and the second - to the output of the generator (7); a digital display block (9), connected with the input to the output of the AND logic element (8) and to the adjustment input of the converter (5).

2. Ohmmeter according to claim 1, in which the adjustment input of the converter (5) is of digital type, and the adjustment of the reproduced resistance is obtained by means of the counting pulses from the output of the logical AND element (8).