SU1246023A1 - Цифровой измеритель параметров пассивных двухполюсников - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства. Измеритель содержит генератор 1 синусоидального напр жени , ключ 2, нуль- индикатор 3, опорный резистор 4, операционный усилитель 8 и фильтр 18 нижних частот. Введение в устройство опорного конденсатора 6, ключей 5, 10, 11, 12 и 9, преобразовател  13 действующего значени , включающего дифференциальные усилители 14 и 16 и термопреобразователь 15, аналого- цифрового преобразовател  17 и. микро-ЭВМ 26 и образование новых св зей в устройстве позволило расширить частотный диапазон измерений. 1 ил. С (Л t а о 1C со 4

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров сложных пассивных двухполюсников , например при измерении параметров МДП-структур, в диэлько- метрии или кондуктометрии при измерении параметров датчиков.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет расширени  частотного диапазона измерений .

На чертеже приведена блок-схема цифрового измерител  параметров пассивных двухполюсников.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напр жени , первый . ключ 2; нуль-индикатор 3; опорный резистор 4; второй ключ 5; опорный конденсатор 6; исследуемый двухпо- люсник 7; операционный усилитель 8;. шестой ключ ,9, третий ключ 10; чет- вер тьй ключ 11, п тый ключ 12; преобразователь 13 действующего значени ; первьй дифференциальньй уси- литель 14; термопреобразователь 15, второй дифференциальный усилитель 16 аналого-цифровой преобразователь (АЦП).17; фильтр 18 нижних частот (ФНЧ);i регистр 19 команд (РК); три- стабильный буфер 20; регистр 21 ий- дикации (РИ); цифровой индикатор 22; микропроцессор 23j оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 24; посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 25 и микро-ЭВМ 26,

Первьй выход генератора 1, первые входы нуль-индикатора 3, операционного усилител  8, фильтра 18, второй вход АЦП 17, вторые неподвижные контакты ключей 9 и 11 соединены с корпусом, второй выход генератора св зан с неподвижным контактом ключа и вторым входом нуль-индикатора 3, выходом соединенного с входом управлени , ключа 2 и первым входом три- стабильного буфера 20, а неподвижньй контакт ключа 2 св зан с первым неподвижным контактом ключа 9 и первым зажимом опорного резистора 4, второй зажим которого подключен к подвиж- ным контактам ключей 5 и 10 и первом зажиму опорного конденсатора 6р втор зажимом соединенного с неподвижным контактом ключа 5 и первым зажимом - исследуемого двухполюсника 7, второй зажим которого подключен к подвижному контакту 1слюча 11, первый неподвижный контакт которого соединен с

5

0 5 д

5

0

5

0

выходом операционного усилител  8 и первым входом ФНЧ 18. Второй неподвижньй контакт ключа 10 св зан с вторым входом операционного усилител  8,, а первьй неподвижный контакт подключен к первому входу первого дифференциального усилител  14, вторым входом св занным с подвижным кон тактом ключа 9, а выходом подключенным к входу (нагревательному элементу ) термопреобразовател  15. Выход последнего соединен с входами дифференциального усилител  16, вьосод которого подключен к -первому неподвижному контакту ключа 12, второй не подвижньй контакт которого св зан с выходом ФНЧ 18, а подвижньй контакт подключен к -первому входу АЦП 17, выход которого соединен с вторым входом тристабильного буфера 20, выходна  шина которого, а также информационные входы регистров 19 и 21 , информационные выходы ПЗУ 25 и ОЗУ 24 подключены к шине данных микропроцессора 23, адресна  шина которого соединена с адресными входами ре- . гистрг 19 J буфера 20, регистра 21, ОЗУ 24 и ПЗУ 25, шины управлени  ко- торьпс также св заны с шиной управлени  микропроцессора 23. Выход регистра 21 св зан с входом цифрового- индикатора 22, а п ть выходов регист- .ра 19 команд соединены с управл ющими входами ключей 5, 10, 11, 12 и 9 соответственно.

ЦИФРОВОЙ измеритель параметров пассивных двухполюсников работает следующим образом.

Измерительньй цикл содержит п ть тактов. В первом такте микропроцессор 23, считыва  из ПЗУ 25 команды программы, вносит в регистр 19 команд по шине данных (сигналами по шине адреса производитс  выбор устройства „ .к которому в данньй момент времени обращаетс  микропроцессор, а сигналами по шине управлени -отслеживаетс  алгоритм взаимодействи ) КОДОЕ1УЮ комбинацию, привод щую к следующему пор дку включени  ключей 5, 10, 11, 12 и 9: ключ 5 замкнут; ключ 10 в положении 2; ключ 11 в положении 1; ключ 12 в положении 2; ключ 9 в положении 1.

После этого микропроцессор 23 производит выборку буфера 20, по шине данных программно анализирует состо ние первого входа буфера 20. К рервому входу этого буфера подключен

выход нуль-индикатора 3, который вы рабатывает сигнал включени  ключа 2 в момент равенства нулю фазы сигнала генератора 1.

В дальнейшем в течение всего цикла измерени  ключ 2 остаетс  замкнутым . После по влени  сигнала с выхода нуль-индикатора 3 микропроцессор переходит к программному анализу выходного кода. АЦП 17 через врем , достаточное дл  затухани  экспоненциальной составл  ющей в выходном напр жении операционного усилител  8, которое равно (v) или (), Описанное состо ние коммутирующих элементов приводит к тому, что на выходе АЦП 17 устанавливаетс  код, пропорUo WoRoC

UQ, uijj и R известны .(их численные значени  записаны в ПЗУ 25), микропроцессор вычисл ет значение С и

с выводит значение С в ре- - Шо L

гистр 21, а значение Z заносит в ОЗУ 24. .

Во втором такте микропроцессор 23 вносит в регистр 19 команд кодовую комбинацию, привод щую к состо нию ключей: -КЛЮЧ 5 замкнут; ключ 10 в положении 2; ключ 11 в положении 2; ключ 12 в положении 1; ключ 9 в положении 1.

При этом на вход дифференциального усилител  1.4 поступает напр жение

циональныи

Поскольку значени 

и.

ю и„. /(Z

X .

R

+ RO).

где 1 - ug / v

Н а выходе преобразовател  13 при этом устанавливаетс  напр жение, пропорциональное квадрату действующего значени  напр жени  U, , т.е. на вьпсоде АЦП 17 получаем код, про- . порциональный , где i - действующее значение тока 1.Микро-ЭВМ считывает этот код, вьгаисл ет величину ij. и заносит в ОЗУ 24.

В третьем такте комбинаци  ключей такова: ключ 5 замкнут; ключ 10 в положении 1; ключ 11 в положении ключ 12 в положении 1; ключ 9 в положении 2.

При этом на вход преобразовател  13 поступает напр жение U, Соответственно на выходе АЦП 17 устнавливаетс  код, пропорциональный i ZJ, который считьгааетс  микро-

ЭВМ 26. Микропроцессор вычисл ет величину Z к заносит ее в ОЗУ 24.

Четвертый такт, за исключением того, что ключ 5 разомкнут, аналогичен второму такту. При этом в ОЗУ 24 записываетс  код, пропорциональный квадрату действующего значени  тока

в./(2.

10

Z + RO).

в п том такте, отличающемс  от

третьего такта лишь тем, что ключ 5 разомкнут, в ОЗУ 24 заноситс  величина Z .

Хо

В шестом такте по определенным соотношени м микропроцессор 23 вычисл ет значени  и и выводит их в регистр 21 дл  отображени  на индикаторе 22.

20

5

0

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой измеритель параметров пассивных двухполюсников, содержавщй генератор синусоидального напр жени , нуль-индикатор, первый ключ, опорный резистор, операционный усилитель и фильтр нижних частот, причем выход .генератора синусоидального напр жени  подключен.к входу нуль-индикатора и подвижному контакту первого ключа, неподвижный контакт которого соединен с первым выводом опор- ного резистора, управл ющий вход первого ключа соединен с выходом нуль-индикатора, отличающий- с   тем, что, с целью.расширени  функциональных возможностей за счет расширени  частотного диапазона измерений , в него дополнительно введены опорный конденсатор, второй, третий , четвертый, п тый и шестой ключи, преобразователь действующего значени , содержащий первый и второй дифференциальные усилители и термопреобразователь , а также аналого-цифровой преобразователь и микро-ЭВМ, содержащую микропроцессор, оператив- .ное запоминающее устройство, посто н- :ное запоминающее устройство, регистр команд, реги стр индикации, тристабиль- ный буфер и цифровой индикатор, причем второй вывод опоркого резистора подключен к первому выводу опорного конденсатора и подвижным контактам второго и третьего ключей, а неподвижный контакт второго ключа соединен с вторым выводом опорного кон/денсагора р первым зажимом дл  подключени  исследуемого двухполюсника, второй зажим которого подключен к подвижному контакту четвертого ключа , второй неподвижный контакт ко- торого соединен с корпусом, а пер- вьй неподвижный контакт соединен с выходом операционного усилитеп  и входом фильтра нижних частот, при- чем вход операциойного усилител  сое динен с вторым неподвижным контактом третьего ключа, первый неподвижный контакт которого подключен к первому входу первого дифференциального усилител , вькод которого соединен с нагревательным элементом термопре- обрааовател , а выход термопары тер- мопреобразовател  подключен к входу второго дифференциального усилител , выход которого соединен с первым не- подвижным контактом п того ключа, второй неподвижный контакт которого соединен с выходом фильтра тсжних частот, а подвижный контакт подключен к входу аналого-цифрового пре- образовател , второй неподвижньй контакт шестого ключа соединен с корпусом , первый неподвижньш контакт шестого ключа подключен к точке соединени  неподвилсного контакта первого

   Редактор Н.Яцола

   Составитель В„Стукан Техред О.Сопко

   Заказ 3995/38 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4

   ключа и опорного резистора, а подвижный контакт шестого ключа соединен с вторым входом первого дифференциального усилител , при этом выходы ансшого-цифрового преобразовател  и нуль-индикатора подключены к соответствуюгцим входам тристабильно- го буфера, информационный выход которого , а также информационные .выходы оперативного и посто нного запоминающих устройств и информационные входы регистра команд и регистра индикации подключены к шине данных микропроцессора, шина адреса которог соединена с адресными входами регистров команд и индикации, тристаби льного буфера, оперативного и посто нного запоминающих устройств, причем шина управлени  микропроцессора подключена к шинам управлени  три- стабильного буфера, регистров команд и индикации, оперативного и досто нного зaпo fflнaющиx устройств, а выход регистра индикации соединен с входом цифрового индикатора ,при этом п ть выходов регистра команд соединены с управл ющими входами второго , третьего , четвертого , п того и шестого ключей соответственно.

   Корректор Е-Сиро-хман