SU479054A1

SU479054A1 - Method for digital measurement of deviation of resistance

Info

Publication number: SU479054A1
Application number: SU1887962A
Authority: SU
Inventors: Валентин Сергеевич Гутников; Хассан Бадри Аль-Рише
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1973-03-05
Filing date: 1973-03-05
Publication date: 1975-07-30

Description

1one

Способ цифрового измерени девиации сопротивлени может быть применен дл построени цифровых процентных омм етров, которые используютс дл определени разброса от поминала резисторов, выпускаемых промышленностью, а также дл построени цифровых измерителей девиации сопротивлени или преобразуемых в нее неэлектрических величии.A digital measurement of the resistance deviation can be applied to build digital percentage meters, which are used to determine the spread from resistors manufactured by the industry, as well as to build digital meters to measure the resistance deviation or non-electric magnitudes converted to it.

Известные цифровые измерители девиации сопротивлени построены по методу двухтактного интегрировани и позвол ют получить результат измерени с высокой точностью . Дл этого необходимо производить преобразование в два этапа: сначала девиацию сопротивлени в напр жение, а затем - напр жение в цифровой код известным методом двухтактного или трехтактного интегрировани . Это усложн ет устройство измерени и увеличивает погрешность преобразовани .The known digital resistance deviation meters are built using the push-pull integration method and provide a measurement result with high accuracy. To do this, it is necessary to transform in two stages: first, the deviation of resistance to voltage, and then - voltage to a digital code by a known method of two-stroke or three-stroke integration. This complicates the measurement device and increases the conversion error.

Цель изобретени - повышение точности измерений и обеспечение возможности выбора удобного масштаба преобразовани с учетом определени знака девиации сопротивлени .The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements and provide the possibility of choosing a convenient scale of conversion, taking into account the determination of the sign of the resistance deviation.

Это достигаетс тем, что по предлагаемому способу длительность второго такта выбирают равНой длительности первого такта и дополнительно ввод т третий такт интегрировани , в течение которого на вход интегратора подают падение папр жени от упом нутого тока на резисторе с образцовым сопротивлением, уменьшенным в маоштабный коэффициент раз, |Причем длительность третьего такта ограничивают временем, в течение которого выходное напр жение интегратора уменьшаетс до нул , а в качестве результата измерени используют кодированное отношение длительности третьего такта к длительности одного из двух первых тактов.This is achieved by the fact that according to the proposed method, the duration of the second cycle is chosen equal to the duration of the first cycle and the third integration cycle is additionally introduced, during which the integrator is supplied with a drop in the load from the current on a resistor with a reference resistance reduced by a multiplier factor, Moreover, the duration of the third cycle is limited by the time during which the output voltage of the integrator decreases to zero, and the coded relative is used as the measurement result shenie third stroke duration to the duration of one of the two first cycles.

На фиг. 1 показана схема устройства дл осуществлени способа; на фиг. 2 изображены временные диаграммы, иллюстрирующие процессы, происход щие при трехтактном интегрировании .FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for carrying out the method; in fig. 2 depicts timing diagrams illustrating the processes occurring in a three-stroke integration.

Резисторы 1, 2, 3 или 4 подключаютс к стабилизатору 5 тока переключателем 6. Резисторы 1 и 3 через резисторы 7 и 8 подсоедин ютс также к инвертирующему входу операционного усилител 9, к неинвертирующему входу которого подключаютс резисторы 2 и 4 через резисторы 10 и 11. Дифференциальный интегратор 12 построен на основе двухвходового операционного усилител 9, конденсаторов 13 и 14 и резисторов 7, 8, 10 и 11. К выходу интегратора подключен нульорган 15, выходной сигнал которого поступает в блок 16, управл ющий переключателеи 6, ключом 17 и счетчиком 18. Через ключ 17 поступают импульсы опорной частоты fo, вырабатываемые в генераторе 19 импульсов , в счетчик 18, выход которого св зан с блоком 16 управлени .Resistors 1, 2, 3 or 4 are connected to the current regulator 5 by switch 6. Resistors 1 and 3 are also connected via resistors 7 and 8 to the inverting input of opamp 9, to the non-inverting input of which resistors 10 and 11 are connected. The differential integrator 12 is built on the basis of a two-input operational amplifier 9, capacitors 13 and 14 and resistors 7, 8, 10 and 11. A null body 15 is connected to the integrator output, the output signal of which is fed to the block 16, the control switch 6, the key 17 and the counter 18 Che es key 17 receives pulses of the reference frequency fo, generated in the generator 19 pulses in counter 18, whose output is coupled to the control unit 16.

Измерительный цикл состоит из трех тактов и задаетс управл ющими импульсами, которые вырабатываютс в блоке управлени прибора. В момент о сбрасываютс показани счетчика и начищаетс его залолнение импульсами опорной частоты fo- В этот же момент to начинаетс первый такт TI TO интегрировани , в течение которого резистор 1 подключаетс к стабилизатору тока переключателем 6 (положение а). На сопротивлении R образуетс падение напр жени The measuring cycle consists of three cycles and is set by control pulses, which are generated in the control unit of the device. At the moment o, the counter is reset and its filling is filled with the reference frequency pulses fo. At the same time, the first clock TI TO of the integration begins, during which the resistor 1 is connected to the current regulator by switch 6 (position a). A voltage drop is formed on the resistance R

и,, /ст№±А/.,),and ,, / St№ ± A /.,),

где /ст - ток -стабилизатора 5;where / st - current stabilizer 5;

R. сопротивление резистора 1;R. resistance of resistor 1;

+ 4/.v- измер ема девлаци сопротивлени R , и происходит интегрирование напр жени U . , подведенного к инвертирующему входу операционного усилител . В момент ti - (конец первого такта интегрировани ) преобразуетс напр жение на выходе интегратора.+ 4 / .v is the measured deviation of the resistance R, and the voltage U is integrated. connected to the inverting input of the operational amplifier. At ti - (the end of the first integration cycle), the voltage at the integrator output is converted.

/о/about

A тT

f/Bb,x(/) f / Bb, x (/)

- и,- and,

.I,,,,},.I ,,,,},

где T: RC - посто нна времени цепи обратной св зи интегратора; Го - первый такт интегрировани , который определ етс первым переполнением счетчика. Счетчик устанавливаетс в исходное нулевое состо ние в процессе его переполнени импульсами опорной частоты /о- При этом с блока управлени поступает команда, выдел юща окончание первого такта интегрировани . В этот же момент ti начинаетс второй такт интегрировани Т п - То, в течение которого резистор 2 подключаетс к стабилизатору тока (положение б переключател 6). На этом резисторе образуетс падение напр жени where T: RC is the time constant of the integrator feedback circuit; Go is the first integration cycle, which is determined by the first counter overflow. The counter is reset to the initial zero state in the process of its overflow with the reference frequency pulses / o. A command is received from the control unit that selects the end of the first integration cycle. At the same time ti, the second integration cycle T p -T begins, during which the resistor 2 is connected to the current stabilizer (position 6 of switch 6). A voltage drop occurs across this resistor.

/о ,/about ,

где RO - сопротивление образцового резистора 2.where RO is the resistance of the reference resistor 2.

Это напр жение интегрируетс в противоположном направлении, так как оно подаетс на неинвертирующий вход интегрирующего усилител . В момент второго переполнени счетчика поступает соответствующа ко.манда с блока управлени и кончаетс второй такт интегрировани .This voltage is integrated in the opposite direction, as it is applied to the non-inverting input of the integrating amplifier. At the moment of the second overflow of the counter, the corresponding command is received from the control unit and the second integration cycle ends.

В этот же момент 2 начинаетс третий такт интегрировани Т т t,, в течение которого резисторы 3 или 4 подключаютс к стабилизатору тока (положение в или г переключател 6). Это зависит от знака девиации сопротивлени , который определ етс блоком управлени прибора: минус в случае, если выходное напр жение интегратора переходит через нуль до второго переполнени счетчика, т. е. до момента /2, и плюс, если выходное напр жение интегратора достигает нул после момента t-. В случае отрицательного знака девиа-ции сопротивлени из блокаAt the same moment 2, the third integration cycle T t t, starts, during which the resistors 3 or 4 are connected to the current regulator (position in or r switch 6). This depends on the sign of the resistance deviation, which is determined by the control unit of the device: minus if the output voltage of the integrator goes through zero to the second overflow of the counter, i.e., to the time / 2, and plus, if the output voltage of the integrator reaches zero after the moment t-. In case of a negative deviation sign of resistance from the block

управлени команда, фиксирующа конец измерени , не поступает до момента /2На резисторах 3 или 4 образуетс падение напр жени control command, fixing the end of the measurement, does not arrive until the moment / 2H on the resistors 3 or 4 a voltage drop is formed

Ra Ra

/, .. - - . /, .. - -.

тt

RR

- сопротивление любого из- resistance of any of

гдеWhere

резисторов 3 или 4. Это напр жение интегрируетс в том же или в противоположном направлении интегрировани Uo в зависимости от знака девиации сопротивлени . Кроме того , ,и«нтегри1р:0Вание в этом такте происходит с наклоном, в т раз меньшим, чем вresistors 3 or 4. This voltage is integrated in the same or in the opposite direction of integration Uo depending on the sign of the resistance deviation. In addition, and “integration”: in this cycle there is a slope that is t times smaller than

предыдущих тактах, что увеличивает чувствительность преобразовани в m раз. Как только выходное напр жение интегратора достигает нул , вырабатываетс стоп-импульс, определ ющий конец третьего такта (мо .мент з) и закрываетс ключ 17.previous clocks, which increases the sensitivity of the conversion by m times. As soon as the output voltage of the integrator reaches zero, a stop pulse is generated defining the end of the third cycle (mod. 3) and the key 17 closes.

Относительна измер ема девиаци сопротивлени линейно св зана с относительным показанием счетчика, которое не зависит от посто нной времени т С-цепи интегратора и не зависит от тока стабилизатора /„ .The relative measured resistance deviation is linearly related to the relative meter reading, which does not depend on the constant time m of the integrator’s C-circuit and does not depend on the stabilizer current / „.

При известном отношении преобразовани неэлектрических величин в сопротивление, выбира т, можно получить показание счетчика , выражающее результат измерени непосредственно в единицах измер емой величины . При этом чувствительность измерени определ етс емкостью счетчика. Вход щий в схему стабилизатор тока реализуетс поWith a known ratio of converting non-electric values to resistance, is chosen, it is possible to obtain a meter reading expressing the measurement result directly in units of the measured value. The sensitivity of the measurement is determined by the capacity of the meter. The current stabilizer included in the circuit is realized by

простой схеме, так как его нестабильность не Внооит погрешности в результат измерени .simple scheme, since its instability does not lead to errors in the measurement result.

Предмет изобретени Subject invention

Способ цифрового измерени девиации сопротивлени , основанный на интегрировании в течение первого такта падени напр жени от некоторого тока на резисторе, девиацию сопротивлени которого необходимоA digital method for measuring the deviation of the resistance, based on the integration during the first cycle of the voltage drop from a certain current across the resistor, the resistance deviation of which is necessary

измерить, и в течение второго такта - падени напр л ени от того же тока на резисторе с образцовым сопротивлением, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений и обеспечени возможности выбора удобного масштаба преобразовани с учетом определени знака девиации сопротивлени , длительность второго такта выбирают равной длительности первого такта и дополнительно ввод т третий такт интегрировани ,measure, and during the second cycle - the fall of the voltage from the same current on the resistor with a model resistance, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and ensure the possibility of choosing a convenient conversion scale with regard to the determination of the sign of the deviation of the resistance, the duration of the second cycle is chosen equal to the duration of the first cycle and additionally enter the third integration cycle,

в течение которого на вход интегратора подают падение напр жени от упом нутого тока на резисторе с образцовым сопротивлением , уменьшенным в масштабный коэффициент раз, причем длительность третьего такта ограничивают временем, в течение которого выходное напр жение интегратора уменьшаетс до нул , а в качестве результата измерени используют кодированное отношение длительности третьего такта к длительности одного из двух первых тактов.during which the integrator is supplied with a voltage drop from said current across a resistor with a model resistance reduced by a factor of a factor, the duration of the third cycle is limited by the time during which the output voltage of the integrator is reduced to zero, and the measurement result is the coded ratio of the duration of the third cycle to the duration of one of the two first cycles.

TI-TOTI-TO

Импульсы упраблени Pulses

Вы код интегратораYou are the integrator code

fui 2fui 2