SU781709A1 - Устройство дл измерени сопротивлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  цифрового измерени  активных сопротивлений, а также дл  изме- 5 рени  физических величин с помощью датчиков, выходнымпаре1метром которых  вл етс  сопротивление, таких как, например термометр сопротивлени .

Известно устройство дл  измерени  |Q сопротивлени , содержащее измер емое сопротивление, конденсатор, подключенный к источнику посто нного напр жени  и разр жаемый на измер емое сопротивление , и измерительный при- |j бор 1.

Однако известное устройство требует применени  стабильного источника напр жени  и обладает низкой точностью измерени ,так как на погреш- 2Q ность измерени  сопротивлени  оказывают вли ние нестабильность элементов , преобразующих врем  разр да конденсатора в злектрический сигнал.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  измерени  сопротивлени , выполненное по дифференциальной схеме и содержащее измер емое и эталонное сопротивле- JQ

ние, параллельно соединенные с ними конденсаторы, источник напр жени , подключенньой к конденсаторам через ключевые элементы, нуль-индикатор l2j.

Однако известное устройство обладает малым динамическим диапазоном измерени  и не может быть использовано дл  измерени  низкоомных сопротивлений с малыми приращени ми и при измерении температуры с помощью термометров сопротивлени . Использование в качестве индикатора измер емого сопротивлени  магазина сопротивлений крайне неудобно и не позвол ет автоматизировать процесс измерени . Устройство ненадежно в работе, обладает малымбыстродействием и не согласуетс  при дальнейшей обработке информации с ЭВМ,

Цель предлагаемого изобретени  - расширение дина шческого диапазона измерени .

Цель достигаетс  тем, .что в устройство дл  измерени  сопротивлени , содержащее эталонное сопротивление, параллельно соединенные с ним конденсаторы , источник напр жени , подключенный к конденсаторам через ключевые элементы и коммутатор введены

Claims (2)

1. 781709 фбр мйрователь импульсов, преобразователь длительности импульса в код, счетчик импульсов и индикатор, пр ичем оба конденсатора подключены чё .реэ,ключевые элементы параллельно входам формировател  импульсов, выход которого подключен ко входу индикатора через последовательно соединённые преобразователь длительности импульса в код и счетчик импульсов . При этом формировательимпульса содержит два нуль-органа, инвертор и первый элемент совпадени , а преоб разШатель длительности импульса в код содержит генератор импульсов и второй элемент совпадени ,, причем выходы нуль-органов подключены к вх дам первого элемента совпадени  непосредственно и через инвертор, входы нуль-органов соединены . ме ду собой, а к однбму из входов второ; гр элемента совпадени  подклк чен генератор импульсов. Введение вышеуказанных элементов св зей поЭвЬл 4т расширить динамичес кий диапазон устройства в сторону низкоомных сопротивлений, автоматизи ровать процесс измерени  сопротивлени , представить информацию в цифровом виде, увеличить быстродействие. На фиг. 1 представлена.схема устройства дл  измерени  сопротивлени  на фиг. 2 - эпюры напр жений, по с . н ющие его работу. Устройство содержит ИЭмёрЙёМбё со противление, например| термометр 1 сопротивлени , эталонное сопротивле ние 2, конденсаторы 3 и 4, ключи 510 , источник 11 напр жени , коммутатор 12, формирователь 13 импульса времени разр да, состо щий из идён тйчных нуль-органов 14 и 15, инвертора 16 и элемента 17 совпадени , преобразователь 18 длительности импульса в код, выполненный, например ВвИдестабильного генератора 19 импульсов и элемента 20 совпадени , счетчий импульсов с дешифратором 21 и цифровой индикатор 22. Измер емое сопротивление термометра 1 и эталон н5ё с6прртйвлёнй  2 вклйчёны па1 аллельно . относительно общей точки нул BoirO потенциала 23 и соединены с идентичными конденсаторами 3 и 4, к торые, в свою очередь, подключены с одной стороны через ключи 5 и 7 к и точнику 11 напр жени , а с другой ( через ключи 5 и 8 - к входги нуль органов 14 и 15. Кроме того, входь1 нуль-органов 14 и 15 соединены ч ёрёз кл1рчи 9 Й10 с точкой нулевог пртёнцйала 23. С ней же соединены источника 11 напр ж нй  и непотенциа:льнЫ5ё вхьды нуль-ор ганов 14 и 15. Работой ключей 5-10 управл ет коммутатор 12, выполненны например, в виде генератора пр моугрльных импульсов с пр мым инверс нШГ вых6дом. В этом случае пр мой вход коммутатора 12 подключен к ключам 5 и 8, а инверсный - к- ключам 610 илинаоборот. Выход нуль-органа 14 соединен с одним из входов элемента 17 совпадени , а выход нульоргана 15 соединен с входом инверто ра 16, выход которого подключен к ругому входу элемента 17 совпадени . Выход элемента 17 совпадени , в свою очередь, соединен с одним из входов элемента 20 совпадени  преобразовател  18, другой вход которого соединен с выходом генератора 19. Выход элемента 20 совпадени  соединен с счетчиком дешифратором 21, выход которого подключен к цифровому индикатору 22. Работа устройства сводитс  к двум полуциклам, подготовительному и измерительному (фиг. 2 - интерва . . . . t и t.... соответственно). лы t В подготовительный цикл коммутатор 12 замыкает ключи 6, 7, 9 и 10 (фиг. 2а, интервал t д. . .t) и размыкает . ключи 5 и 8 (фиг. 26, интервал t-...t-).Ha фиг. 2а прказано напр жение пр мого выхода коммутатора 12, подсоединенного к ключам 6, 7, 9, 10, а на фиг. 26 - напр жение инверсного выхода коммутатора 12, подключенного к ключам 5 и 8. При рассмотрении работы устройства условно прин то, что НсшИчие положительного напр жени  на ключе уста-. навЛивает его в положение замкнуто, отсутствие напр жени  - в положение разомкнуто. В измерительном полуцикле коммутатор 12 размыкает ключи 6, 7, 9, 10 (фиг. 2а, интервал t...t,.) и замыкает ключи 4, 8, т.е. логика работы коммутатора 12 сводитс  к следующему: когда замкнуты ключи 5, 8, ключи 6, 7, 9, 10 разомкнуты и наоборот. В подготовительный полуцикл {заботы устройства конденсаторы 3 и 4 через замкнутые ключи 6 и 7 зар жаютс  до напр жени  источника 11 (фиг. 2в,г интервал tg . , . t. соответственно). На выходе нуль-органов 14 и 15 устанавливаетс  нулевой потенциал, так как ключи 9 и 10 замкнуты (фиг. 2д, 2е, интервал t . . .t сортветственно), на выходе инвертора 16 устанавливаетс  логическа  единица (фиг. 2ж, интервал tp . . . t ), на выходе элемента 17 совпадени  устанавливаетс  логический ноль.(фиг. 2з, интервал t ...t.). Генератор 19 преобразовател  18 непрерывно формирует стабильные импульсы (фиг, 2и). На выходе элемента 17 совпадени  преобразовател  18 сГанавливасет.с  логиче.ский ноль (фиг. ,2к, интервал t.-.tj). В измерительный цикл работы устройства (фиг. 2 интервал t«...tj) ключи 5 и В,замкнуты, а ключи 6, 7, 9, 10 разомкнуты. Конденсаторы 3 и 4 начинают разр жатьс  через термометр 1 сопротивлени , сопротивление.2 и входное сопротивление нуль-органов 14 и 15. Так как входное сопротивление нуль-органов велико по сравнению с сопротивлением измер емым и эталонным , то длительность разр да конденсатора 3 определ етс  посто нной вре мени цепи его разр да, равной произведению величины сопротивлени  термо метра 1 на величину емкости конденса тора 3 (фиг,2в, интервал tj...tjf}, а длительность разр да кон&енсатора 4 определ етс  посто нной времени це пи его разр да, равной произведению величины эталонного сопротивлени  2 на величину емкости конденсатора 4. При этом следует учесть, что величин эталонного сопротивлени  2 выбираетс  равной величине измер емого сопротивлени  термометра 1 при нулевом значении параметра. Далее, в соответствии с посто нно времени цепи разр да конденсатора 3, нуль-орган 14 формирует импульс длите: 1ьностью t . . . t (фиг, 2д) , .а нуль орган 15 формирует импульс длительностью t...t (фиг. 2е). Следует учесть, что изменение сопротивлени  в области отрицательных температур. т.е. когда термометр 1 имеет сопротивление меньше эталонного . сопротивлени  2, в данном случае не рассматриваетс . Таким образом, длительност выходного импульса нуль-органа 15 ос таетс  практически посто нной в про цессё работы, а длительность выходно импульса нуль-органа 14 определ етс  изменением сопротивлени  термометра Импульс нуль-органа 15 инвертируетс  инвертором 16 (фиг. 2, интервал tjj. . . О и поступает на один из входо элемента 17 совпадени , причем на другой его вход поступает импульс с нуль-органа 14 (фиг. 2д). В результате на выходе элемента 17 совпадени  получаетс  разность длительносте импульсов нуль-органов 14 и 15(фиг.2 интервал t .. . t). Этот импульс находитс  в однозначной зависимости от изменени  сопротивлени  термометра 1 Далее полученный импульс поступает на вход элемента 20 совпадени , на другой вход которого поступают импуль сы от генератора 19. В результате на выходе элемента 20 совпадени  имеем код в виде последовательности коротких импульсов (фиг. 2к, интервал tлt) число которых определ ет длительность поступающего на вход импульса , в конечном счете и температуру объекта, измер емую термометт ром 1. Частота импульсов генератора 19 выбираетс  с учетом необходимой величины крутизны преобразовани  устройства , исход  из конкретных условий . Далее последовательность импульсов поступает на счетчик с дешифратором 21, где обрабатываетс  и далее индицируетс  на цифровом индикаторе 22. В момент времени t,. цикл работы устройства повтор етс . Длительность подготовительного и измерительного полуциклов выбираетс  исход  из конкретных условий такой, чтобы конденсаторы 3 и 4 успели полностью зар дитьс  до величины напр жени  источника 11 и разр дитьс  до нул  во врем  диапазона измерени  сопротивлени  термометра 1. в интервале бремени tg|...t-, (фиг. 2) показано увеличение (Сопротивлени  термометра 1 под воздействием температуры и соответствующие изменени  в работе элементов устройства. Работа же этих элементов аналогична описанной выше. Введение в устройство формировател  13, выполненного в виде двух нуль-органов 14 и.15, инвертора 16 и элемента 17 совпадени  позвол ет не только расширить динамический диапазон устройства в области низких сопротивлений, но и уменьшить погрешности измерени . Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  сопротивлени , содержащее эташонное сопротивление , параллельно соединенные с ним конденсаторы, источник напр жени , подключенной к конденсаторам через ключевые элементы, и коммутатор, отличающеес  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона измерений, в него введены формирователь импульсов, преобразователь длительности импульса в код, счетчик импульсов и индикатор, причем оба конденсатора подключены через ключевые элементы параллельно входам формировател  импульсов, выход которого подключен ко входу индикатора через последовательно соединенные преобразователь длительности импульса в код и счетчик импульсов.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что формирова-. тель импульса содержит два нуль-органа , инвертор и первый элемент совпаени , а преобразователь длительности импульса в код содержит генератор импульсов и второй элемент совпадени , причем выходы нуль-органбв подлючены ко входам первого элемента овпадени  непосредственно и через нвертор, вторые входы нуль-органов оединены между собой а к одному из ходОв второго элемента совпадени  одключен генератор импульсов. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 130577, кл. G 01 R 27/22, 1961. 2,Авторское свидетельство СССР 175122, кл. G 01 R 27/02, 1962.

   4: J

   1//

   20

   /7

   u.

   /