SU1580283A1

SU1580283A1 - Цифровой омметр

Info

Publication number: SU1580283A1
Application number: SU884460188A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Губский; Павел Алексеевич Дехтярчук; Александр Израилович Хизгилов; Василий Иванович Босацкий
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Средств Автоматизации Производственного Объединения "Геофизприбор"
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1990-07-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл измерени сопротивлени и девитации сопротивлени в системах контрол . Цель изобретени - повышение точности измерени , расширение функциональных возможностей и повышение надежности омметра в работе. Режим измерени выбираетс с помощью элемента И 10. Импулбсы с выхода генератора 11 импульсов через делитель 12 частоты поступают на управл ющий вход управл емого ключа 6, который обуславливает на выходе интегратора 7 наличие треугольных импульсов напр жени , поступающих на первый вход компаратора 8 напр жени . При линейно нарастающем напр жении открыт управл емый ключ 4, а при линейно убывающем - управл емый ключ 5. Генератор 3 тока задает уровень напр жени либо на образцовом резисторе 1, либо на измер емом резисторе 2. В реверсивном счетчике 14 осуществл етс счет импульсов, поступающих с генератора 11 импульсов через элемент И 9. Наличие посто нного уровн логической "1" на выходе триггера 15 свидетельствует о положительной разности величин измер емого и образцового сопротивлений, число, пропорциональное этой разности, записываетс в регистр 16. Цифровой омметр содержит также инвертор 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относитс к конрольно-измерительной технике, в частности к измерению параметров многоэлементных двухполюсных Рс- или Р цепей. Цель изобретени - повышение бытродействи устройства за счет получени сигналов, необходимых дл определени параметров двухполюсников, в ходе переходного процесса в исследуемой цепи, не дожида сь установившегос режима. Устройства содержит последовательно соединенные источник опорного напр жени , исследуемую двухполюсную цепь, операционный усилитель и первый блок выборки-хранени , а также опорный элемент, включенный в цепи отрицательной обратной св зи операционного усилител , блок вычитани напр жений, блок управлени , вычислительный блок и шесть блоков выборки-хранени , при этом неинвертирующий вход операционного усилител соединен с общей шиной. В устройство введены дифференцирующий усилитель и седьмой блок выборки-хранени . 2 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сопротивления и девиации сопротивления в системах контроля. $

Целью изобретения является повышение точности измерения, повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей путем определения величины сопротивления и знака, а ю также определения величины девиации.

На фиг.1 представлена структурная схема цифрового омметра; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу. 15

Цифровой омметр содержит образцовый резистор 1, измеряемый резистор 2, генератор 3 тока, управляемые ключи 4-6, интегратор 7, компаратор 8 напряжения, элементы И 9 и 10, гене- 20 ратор 11 импульсов, делитель 12 частоты, инвертор 13, реверсивный счетчик 14, триггер 15 и резистор 16.

Выход управляемого ключа 6 через последовательно соединенные интегра- 25 тор 7, компаратор 8 напряжения и эле•мент И 9 соединен со счетным входом реверсивного счетчика. Своим первым выводом образцовый резистор 1 через управляемый ключ 4 соединен с вторым 30 входом компаратора 8 напряжения, который через управляемый ключ 5 подключен к первому выводу измеряемого резистора 2, второй вывод которого соединен с вторым выводом образцового ре-35 зистора 1 и общей шиной. Второй вход компаратора 8 напряжения соединен также с выходом генератора З.тока.

Второй вход элемента И 9 соединен с выходом генератора 11 импульсов и с 40 входом делителя 12 частоты, выход которого соединен с установочным входом реверсивного счетчика 14, управляющим входом управляемого ключа 6 и через элемент И 10 - с входом уп- 45 равления реверсивного счетчика 14, входом инвертора 13 и управляющим входом управляемого ключа 4.

Первый вход элемента И 9 соединен с входом управления регистра 16 и 50 первым входом триггера 15, второй вход которого соединен с выходом обнуления реверсивного счетчика 14, выходы которого соединены с входами регистра 16, выходы которого являют- '55 ся выходами цифрового омметра. Выход инвертора 13 соединен с управляющим входом управляемого ключа 5.

Первый и второй контакты управляемого ключа 6 соединены соответственно с положительным и отрицательным полюса· ми источника двухполярного питания.

Второй вход элемента И 10 является входом управления цифрового омметра.

Цифровой омметр работает следующим образом.

Допустим, что по включению питания содержимое реверсивного счетчика 14 N = 0, а состояние триггера 15 произвольное. Рассмотрим режим измерения девиации сопротивления, при котором на вход управления цифрового омметра (второй вход элемента И 10) подается уровень логической 1. При этом импульсы с выхода делителя 12 частоты (фиг.2а) поступают на управляющий вход управляемого ключа 6, который обуславливает на выходе интегратора 7 наличие треугольных импульсов напряжения (линейно возрастающего и линейно убирающего), которые поступают на первый вход компаратора 8 напряжения (фиг.2б). При линейно нарастающем напряжении на первом входе компаратора 8 напряжения открыт управляемый ключ 4, а при линейно убывающем - управляемый ключ 5. Генератор 3 тока при открытом управляемом ключе 4 задает уровень напряжения на образцовом резисторе 1 величиной R_o U₀=I_ol^, где I_Q - ток генератора 3, а при открытом ключе 5 задает уровень напряжения на измеряемом резисторе 2 величиной R* U > «» “io'Rx.

Выходное напряжение U интегратора 7 в некоторый момент времени достигает значения U_o (фиг.2б), при этом компаратор 8 переходит из состояния логического ”0 в состояние с уровнем логической 1” на выходе (фиг.2в), в этот момент на счетный вход реверсивного счетчика 14 поступают счетные импульсы генератора 11 импульсов через элемент И 9. В течение интервала времени реверсивный счетчик 14 работает в режиме сложения, так как на вход управления реверсивного счетчика 14 с выхода делителя 12 частоты через элемент И 10 поступает уровень логической ”1” (фиг.2а) и в него записывается число ⁵ 1580283' где f_т - тактовая частота генератора импульсов.

Затем происходит переключение ключа 6 и начинается работа реверсивного счетчика 14 на вычитание на участке t _ъ - t₂ = (фиг.2б). При этом на второй вход компаратора 8 поступает напряжение Ik = I -R_v через открытый ключ 5 с неизвестного резистора 2 (R_x), а ключ 4 отключается. При достижении убывающего напряжения интегратора 7 величины U _хсрабатывает компаратор 8 и уровень напряжения на его выходе становится равным логическому 0 (фиг.2в). За время с^из содержимого счетчика вычитается число N₂ = ί_τ^ι и общее число Ng, = - N₂, записанное в реверч сивный счетчик 3 4, пропорционально разности Rх- R_o, т.е. девиации сопротивления R_x. Триггер 15 устанавливается в состояние логической 1” на выходе положительным фронтом импульса с компаратора 8, при этом наличие пос-25 тоянного уровня логической ’’l на его выходе (фиг.2г) свидетельствует о положительной разности R_x - R_o, т.е. при выполнении условия R_x > R_d. С выходов реверсивного счетчика 14 код числа Nj- записывается в регистр 16 по отрицательному фронту импульса с выхода компаратора 8, поступающего на вход управления регистра 16.

Коэффициент деления частоты делителя 12 частоты определяет точность измерения девиации сопротивления, с его увеличением точность измерения возрастает прямо пропорционально .

Коэффициент деления определяется по формуле ^Ксц где R_o - сопротивление образцового резистора 1;

AR_O - шаг квантования R_o.

При R _χ с R_o процесс записи реверсивного счетчика 14 протекает •аналогично описанному и отражен на фиг.2д,е интервалом , а процесс считывания, (вычитания) соответствует интервалу на фиг.2е. В момент времени t _s (фиг.2ж) на выходе обну? ления появляется короткий импульс (в этот момент в счетчцке записано

N = О), который сбрасывает триггер в состояние логического 0.

Импульс обнуления на выходе обнуления реверсивного счетчика 14 появляется в момент времени t₆.

Изменение состояния триггера 15 (частота импульсов на его выходе) означает, что знак девиации сопротивления отрицателен. Изменение состояния триггера 15 происходит с частотой цикла измерения и может быть выявлено любым логическим устройством определения наличия импульсной последовательности, например логичесг ким пробником.

Свидетельством об отрицательном знаке девиации сопротивления (R_x - R_o), т.е. условия R* < R_o, является частота импульсов на выходе триггера 15 (фиг.2з). В интервале времени, определяемом разностью (С_у - <\) , в реверсивный счетчик записывается код числа пропорционально девиации сопротивления, который записывается в регистр отрицательным фронтом импульса с выхода компаратора 8 напряжения (фиг.2е).

В режиме измерения сопротивления R_x на вход управления цифрового оммера (второй вход элемента И 10) подается уровень логического ”0”.

По положительному фронту импульса, поступающего с выхода делителя 12 частоты на установочный вход реверсивного счетчика 14, в нем устанавливается нулевое состояние, соответствующее числу N = 0. На вход управления реверсивного счетчика 14 поступает уровень логического 0, задающий режим вычитания. Ключ 4 отключен, а ключ 5 включен и подключает на второй вход компаратора 8 напряжение = 1₀> R_x. В течение всего интервала времени, пока компаратор 8 находится в состоянии логической 1, в реверсивный счетчик 14 записывается код, пропорциональный величине сопротивления измеряемого резистора 2 (R_x).

Для определения величины измеряемого сопротивления R _х в режиме измерения сопротивления что в этом случае т.е. компаратор 8 ном состоянии при на участках линейного нарастания и линейного убывания, равных по временеобходимо учесть, = 'о 4 (фиг.2е), находится в единичработе интегратора

Ί ни, при этом в реверсивный счетчик 14 записывается код числа N ^ш 2R_X, так как реверсивный счетчик 14 в это время +£д) работает в режиме вычитания. Отсюда видно, что R_r“ = N/2.

Использование только одного источника тока - генератора 3 тока, ток которого задает уровень напряжения последовательно на образцовом и измеряемом резисторах 1 и 2, позволяет повысить точность измерения. Надежность работы повышена за счет того, что алгоритм работы жестко задается импульсами с выхода делителя 12 частоты, которые зависят лишь от стабильности генератора 11 импульсов, которая может быть обеспечена достаточно высокой и не зависит от состояния компаратора 8 напряжения. Расширены и функциональные возможности цифрового омметра, так как он позволяет определить величину неизвестного сопротивления, знак и величину девиации измеряемого сопротивления.

Claims

Формула изобретения

Цифровой омметр, содержащий генератор тока, инвертор, последовательно соединенные интегратор и компаратор напряжения, последовательно соединенные образцовый резистор и первый управляемый ключ, второй управляемый ключ и реверсивный счетчик, первый контакт второго управляемого ключа соединен с первой клеммой для подключения первого вывода измеряемого регистра, вторые контакты первого и второго управляемых ключей соединены между собой и с вторым входом компаратора напряжения, второй вывод образцового резистора соединен с об щей шиной и с клеммой для подключения второго вывода измеряемого резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, расширения функциональных возможностей и повышения надежности работы, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, два элемента И, регистр, триггер и третий управляемый ключ, выход генератора тока соединен с вторым входом компаратора, первый и второй контакты третьего управляемого ключа соединены соответственно с положительным и отрицательным полюсами источника двухполярного питания, третий контакт третьего управляемого ключа соединен с входом интегратора, управляющий вход третьего управляемого ключа соединен с выходом делителя частоты, с установочным входом реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом управления цифрового омметра, выход первого элемента И соединен с входом управления реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом компаратора, входом управления регистра и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом обнуления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами регистра, выходы которого являются выходами цифрового омметра, второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора импульсов и с входом делителя частоты, выход первого элемента И соединен с управляющим входом первого управляемого ключа и с входом инвертора, выход которого соединен с управляющим входом второго управляемого ключа.

фиг.2