SU875306A1

SU875306A1 - Digital resistance meter

Info

Publication number: SU875306A1
Application number: SU802887475A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Андрейченко; Олег Павлович Дьяков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1001
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1981-10-23

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕ -ИТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ(54) DIGITAL RESISTANCE METER

Изобретение относитс к нзмерител ной техннке и предназначено дл измерений электрических сопротивлений путем преобразовани электрических сигналов в частоту следовани импуль сов. Известен дискретный омметр, соде жащий частотнь1е датчики, счетчики, управл емый ключ, соединенный с выходом умножител частоть, источник питани и эталонное сопротивление, В качестве частотных датчиков исполь зованы дифференциальные квантовые преобразователи типа ток - частота, вход одного из которых соединен с источником питани и измер емым и эталонным сопротивлени ми, вход другого --С источником питани и измер емым сопротивлением, выход одного из датчиков подключен через последовательно включенные умножитель частоты и ключ к входу счетчика импульсов , а выход второго частотйого датчика подключен к входу второго счетчика Недостатком этого дискретного омметра вл етс наличие погрешности измерени омметра за счет вли ни входного сопротивлени частотного датчика, что имеет существенное значение прн измерении малых сопротивлений . . Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому вл етс цифровой измеритель сопротивлений, содержащий частотные датчики, источник питани , умножитель частоты, счетчик импульсов, первый частотный датчик, св занный с умножителем частоты , эталонное сопротивление, второй частотный датчик, св занный со счетчнком нмпульсрв через ключ, управл ющее устройство, устройство отображени информации, реверсивный счетчик, ключи, элемент задержки и элемент ИЛИ, причем умножитель частоты подключен к реверсивному счетчику через ключи. управл ющие входы которых соединены . с выходами управл ющего устройства, другие выходы которого св заны со счетчиком импульсов, входами элемента ИЛИ и управл ющими входами ключа, установленного между источником питани и измер емым сопротивлением- и ключа, установленного между источником питани и входом второго частотного датчика, причем выход элемента ИЛИ св зан через элемент задержки с ключом на выходе второго частотного датчика 2. Недостатком этого измерител вл етс наличие погрешности измерени , обусловленной возможный различием коэффициентов передачи двух частотных датчиков. Цель изобретени - повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем что в цифровой измеритель сопротивле ни , содержащий частотный преобразов таль, например квантовый преобразова тель типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питани , второй вход - с выходом первого ключа, вход которого соедине с первым выводом эталонного реэистора , а управл ющий вход соединен с первым выходом блока управлени , выход частотного преобразовател соеди нен через второй ключ с первым входо счетчика импульсов, первый выход которого соединён с первым входом блока управлени , второй Выход которого соединен с управл ющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измер тел дл подключени измер емого соп ротивлени , элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами четвертого и п того ключей, входы которых объединень:, введены генератор импульсов, дифференцирую . щий элемент, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа, причем втора входна клемма измерител дл подключени измер емого сопро тивлени соединена с выходом источника питани , со вторым выводом эталонного резистора и с входом шестого ключа, вьпсод которого соединен со вт рым входом частотного преобразовател и с выходом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с вход ми четвертого и п того ключей, выход реверсивного счетчика соединен со вт 64 рыТ ВХОДОМ блока управлени , первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , с входом третьего элемента задержки и с управл ющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с управл ющим входом четвертого ключа. Третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым, входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом п того ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управлени , четвертый выход которого соединен с управл ющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирукш й элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерител . На чертеже представлена блок-схема цифрового измерител сопротивлени . Устройство содержит измер емое сопротивление I, эталонный резистор 2, частотный преобразователь 3, например квантовый преобразователь типа ток - частота, ключи 4, 5, 6 и 7, счетчик 8 импульсов, генератор 9 импульсов (например, кварцевый генератор ), ключи 10, II, реверсивный счетчик 12, блок 13 управлени , элементы ИЛИ 14, 15 и 16, элементы 17, 18 и 19 задержки, дифференцирующий элемент 20, ключ 21. Цифровой измеритель сопротивлени работает следующим образом. При включении измерител блок 13 управлени открьшает ключи 4, 7 и IClКлючи 7 и 10 открываютс через врем , равное времени задержки .с целью учета переходных процессов в частотном преобразователе 3. Через магнитную систему частотного преобразовател 3 начинает протекать ток , равный 5 где Е - напр жение источника питани ( на чертеже не показан); R JJ - измер емое сопротивление I; входное сопротивление частотного преобразовател 3. С выхода частотного преобразовател 3 импульсы с частотой следовани , котора обратно пропорциональна сопротивлению R)(, посту пают на счетчик 8.импульсов. Одновременно на реверсивный счетчик I2 поступают импульсы от генератора 9 импульсов с частотой следовани ff. После заполнени счетчика 8 импульсов с его выхода выдаетс сигна на блок 13 управлени . При этом ключи 4, 7 и 10 закрываютс . Врем Т J в течение которого происходит заполнение счетчика 8 импул сов, равно т N . N(Rx ) , V , КЕ где N - число импульсов в заполненном счетчике 8 импульсов (емкость счетчика 8 импульсов ); К - коэффициент пропорциональности . За это врем число импульсов N 6 реверсивном счетчике 12 равно Rv-l-Rav N Vr- rb-V По сигналу с блока 13 управлени через элемент ИЛИ I5 и дифференцирующий элемент 20 сбрасываетс счетчик В импульсов и открываетс ключ 5, подключающий ко входу частотного преобразовател 3 источник питани Е. Через промежуток времени, определ т емый элементом 18 задержки, открываютс ключи 7 и 11. На вход частотного преобразовател ; .3 начинает поступать ток 12., равныйThe invention relates to measuring technology and is intended to measure electrical resistances by converting electrical signals to a pulse frequency. A discrete ohmmeter is known that includes frequency sensors, counters, a control key connected to the frequency multiplier output, a power source and a reference resistance. Current-frequency differential quantum converters, one of which is connected to a power source and measured and reference impedances, the input of the other is with a power source and measured resistance, the output of one of the sensors is connected through a series-connected frequency multiplier and a key to ode pulse counter, and the output of the second sensor chastotyogo connected to the input of the second counter discrete ohmmeter disadvantage of this is the presence of the measurement error due to the effect ohmmeter audio frequency input resistance sensor, which is essential rec measuring low impedances. . The closest in technical essence to the present invention is a digital resistance meter comprising frequency sensors, a power source, a frequency multiplier, a pulse counter, a first frequency sensor connected to a frequency multiplier, a reference resistance, a second frequency sensor connected to a counter pulse with a key , a control device, a display device, a reversible counter, keys, a delay element, and an OR element, the frequency multiplier being connected to the reversible counter via keys. control inputs are connected. with the outputs of the control device, the other outputs of which are connected with a pulse counter, the inputs of the OR element and the control inputs of a key installed between the power source and the measured resistance and a key installed between the power source and the input of the second frequency sensor, and the output of the OR element connected through a delay element with a key at the output of the second frequency sensor 2. The disadvantage of this meter is the presence of measurement error due to the possible difference in transmission coefficients of two hours -frequency sensors. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that in a digital resistance meter containing a frequency converter, for example, a current-frequency quantum converter, the first input of which is connected to the output of the power source, the second input - with the output of the first switch, the input of which is connected to the first output of the reference resistor and the control input is connected to the first output of the control unit, the output of the frequency converter is connected via a second key to the first input of the pulse counter, the first output of which is connected to the first input of the unit control, the second output of which is connected to the control input of the third key, the input of which is connected to the first input terminal of the meter to connect the measured resistivity, delay element, element OR, reversible counter, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the fourth and fifth keys, inputs of which combine :, impulse generator, differentiate. element, two elements OR, two delay elements, two keys, the second input terminal of the meter for connecting the measured resistance is connected to the output of the power source, to the second output of the reference resistor and to the input of the sixth key, whose output is connected to the second frequency input the converter and with the output of the third key, the output of the pulse generator is connected to the inputs of the fourth and fifth keys, the output of the reversible counter is connected to the input 64 of the control unit IN, the first output of which is connected to the inputs of the second the second delay element and the second input of which is connected to the third output of the control unit, the input of the third delay element and the control input of the sixth key, the output of the second delay element connected to the first input of the second OR element and to the second input of the first the OR element, the first input of which is connected to the output of the first delay element and to the control input of the fourth key. The third input of the first OR element is connected to the output of the third delay element and to the second, the input of the second OR element, the output of which is connected to the control input of the fifth key, the output of the first element OR is connected to the control input of the second key, the input of the first delay element is connected to the second the output of the control unit, the fourth output of which is connected to the control input of the seventh key, the input of which is connected to the second output of the pulse counter, the second input of which is connected via a differentiation element to the third output element OR, the output of the seventh key is connected to the output of the meter. The drawing shows a block diagram of a digital resistance meter. The device contains the measured resistance I, a reference resistor 2, a frequency converter 3, for example a current-frequency quantum converter, keys 4, 5, 6 and 7, a pulse counter 8, a pulse generator 9 (for example, a quartz oscillator), keys 10, II , reversible counter 12, control unit 13, OR elements 14, 15 and 16, delay elements 17, 18 and 19, differentiating element 20, key 21. The digital resistance meter works as follows. When the meter is turned on, the control unit 13 unlocks the keys 4, 7 and IClKey 7 and 10 is opened after a time equal to the delay time in order to account for transients in the frequency converter 3. A current equal to 5 flows through the magnetic system of the frequency converter 3 where the supply source (not shown); R JJ - measured resistance I; input impedance of the frequency converter 3. From the output of the frequency converter, 3 pulses with a tracking frequency which is inversely proportional to the resistance R) (put into the pulse counter 8.) At the same time, the reversible counter I2 receives pulses from the pulse generator 9 with a tracking frequency ff. the pulse counter 8, a signal is output from its output to the control unit 13. The keys 4, 7 and 10 are closed. The time T J during which the counter 8 impulses are filled is equal to N. N (Rx), V, KE where N - number pulses in the filled counter 8 pulses (the capacity of the counter 8 pulses); K - proportionality factor. During this time the number of pulses N 6 reversing counter 12 is equal to Rv-1-Rav N Vr-rb-V By a signal from the control unit 13 through the element OR I5 and the differentiating element 20 resets the pulse counter B and opens the key 5, which connects the power supply E to the input of the frequency converter 3. After the time determined by the delay element 18, the keys 7 and 11 are opened. The input of the frequency converter; .3 current begins to flow 12. equal to

1 --V R.1 --V R.

ЭХEH

На счетчик 8 импульсов начинают поступать импульсы с частотой следовани f, обратно пропорциональной сопротивлению RB а от генератора 9 импульсов через открытый ключ 1 импульсы поступают на второй вход реверсивного счетчика 12, где производитс вычитание записанных импульсов ..Pulse counter 8 begins to receive pulses with a following frequency f, which is inversely proportional to the resistance RB and from the pulse generator 9 through the open key 1 the pulses arrive at the second input of the reversing counter 12, where the recorded pulses are subtracted.

равныйequal

3535

Счетчик 8 импульсов начинает заполн тьс импульсами с частотой следовани fа, а в реверсивном счетчике 12 производитс вычитание оставшегос числа импульсов Ne импульсами, поступающими от генератора 9 импульсов до нул . Врем Тд, в течение которого производитс вычитание, равноPulse counter 8 begins to fill with pulses with a tracking frequency fa, and in reverse counter 12, the remaining number of pulses Ne is subtracted by pulses from the pulse generator 9 to zero. The time Td during which the subtraction is performed is equal to

г- M.N.Mv:.M5LMr. M.N.Mv:.M5L

J-К .ЕJ-K .E

ir Еir E

Когда реверсивный счетчик 12 установитс .в нуль, с его выхода выдаётс сигнал в блок 13 управлени , ключи 6, 7 и II закрываютс , открываетс ключ 21 и на выход измерител ведаетс записанное в счетчике , 8 импульсов число N-j импульсов, посПри этом впем Т -заполнени счетчика 8 импульсов равно Т IL-JilBl. 2fo КЕ За это врем в реверсивном счетчике 12 вычитаетс количество импульсов N , равное VI Е т 1 ВХ В результате в реверсивном счетчике 12 остаетс число Ng импульсов Ny--N-N -- N - Вх-НэУ п ,.R)i. . 2 1 2 КЕ Г КЕ т.е. получим число N, .пропорциональное Ry. Однако при этом, как видно из полученного выражени , на точность измерени вли ет разброс напр жени источника питани Е. Дл устранени вли ни разброса напр жени источника питани после заполнени счетчика 8 импульсов по сигналу с блока 13 управлени через дифференцирующий элемент 20 и элемент ИЛИ 15 счетчик 8 импульсов сбрасываетс и ключи 5, 7 и И закрываютс , открываетс ключ 6, а ключи 7 и 11 открываютс через промежуток времени, определ емый элементом 19 задержки. На вход частотного преобразовател 3 начинает поступать токWhen the reversible counter 12 is set. To zero, a signal is output from its output to the control unit 13, the keys 6, 7 and II are closed, the key 21 is opened and the number of Nj pulses recorded in the counter is output to the meter, 8 pulse counter 8 is equal to T IL-JilBl. 2fo KE At this time, the number of pulses N equal to VI E t 1 BX is subtracted in the reversible counter 12. As a result, the number of Ng pulses Ny - N - N - N - Bx-NeU n, .R) i remains in the reverse counter 12. . 2 1 2 KE G KE i. we obtain the number N, proportional to Ry. However, as can be seen from the obtained expression, the accuracy of the measurement is influenced by the voltage spread of the power supply E. To eliminate the influence of the voltage spread of the power supply after the pulse counter 8 is filled by the signal from the control unit 13 through the differentiating element 20 and the OR 15 element the pulse counter 8 is reset and the keys 5, 7 and I are closed, the key 6 is opened, and the keys 7 and 11 are opened after a period of time determined by the delay element 19. The input of the frequency converter 3 begins to flow

тупивших от частотного преобразовател 3 за врем Т., равноеstupid from the frequency converter 3 for time T., equal to

,j . КЕ j. KE

NRx NRx NRx NRx

k.,R Vb КЕ КВУ КЗk., R Vb KE KVU KZ

XX

так как R0 известны.since R0 are known.

Как следует из полученного соотношени , вли ние разброса источника ,питани исключаетс .As follows from the obtained ratio, the effect of source variation, power is eliminated.

Предлагаемое изобретение позвол ет исключить вли ние разбросов коэффициента передачи К частотных преобразователей на точность измерени . При этом точность измерени определ етс кратковременной нестабильностью преобразовани , котора мала из-за идентичных условий работы, разр дностью счетчиков, а также погрешностью генератора эталонной частоты, котора может быть обеспечена существенно меньшей, чем ошибка преобразовани . Суммарна погрешность измерений не превьппает 0,005-0,001%,The present invention makes it possible to eliminate the influence of the spread of the transmission coefficient K of frequency converters on the measurement accuracy. At the same time, the measurement accuracy is determined by the short-term instability of the conversion, which is small due to identical working conditions, the counter size, and the error of the reference frequency generator, which can be provided significantly less than the conversion error. The total measurement error does not exceed 0.005-0.001%,

Формула изобретени Invention Formula

Цифровой измеритель сопротивлени , содержащий частотный преобразователь , например квантовый преобразователь типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питани , второй вход - с выходом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резистора а управл кииий вход соединен с первым выходом блока управлени , выход частотного преобразовател соединён через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерител дл подключени измер емого сопротивлени , элемент задержки, элемент ШМ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами . четвертого и п того ключей, входы которых объединены, отличающийс тем, что, с целью повьш1ени точности измерени , введены rerieратор импульсов, дифференцирующий элемент, два элемента ИЖ, два : лемента задержки, два ключа, причемA digital resistance meter containing a frequency converter, for example a current-frequency quantum converter, the first input of which is connected to the output of the power source, the second input - with the output of the first switch, whose input is connected to the first output of the reference resistor and the control input is connected to the first output of the unit control, the output of the frequency converter is connected via a second key to the first input of the pulse counter, the first output of which is connected to the first input of the control unit, the second output of which of the connections to the control input of the third switch, whose input is connected to a first input terminal for connecting the meter the measured resistance, delay element CMM element down counter having inputs connected respectively to the outputs. the fourth and fifth keys, the inputs of which are combined, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, a pulse rerierator, a differentiating element, two IL elements, two are introduced: delay elements, two keys, and

втора входна клемма измерител д.п подключени измер емого сопротивлени соединена с выходом источника питани , со вторым выводом эталон- ного резистора и с входом шестогоThe second input terminal of the gauge dp of the connection of the measured resistance is connected to the output of the power source, to the second output of the reference resistor and to the input of the sixth

ключа, вь1ход которого соединен соthe key whose port is connected to

вторым входом частотного преобразовател и с выходом третьего ключа, вы-, ход генератора импульсов соединен с входами четвертого и п того ключей,the second input of the frequency converter and with the output of the third key, you-, the pulse generator is connected to the inputs of the fourth and fifth keys,

5 выход реверсивного счетчика соединен са вторым входом блока управлени , первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента5 the output of the reversible counter is connected to the second input of the control unit, the first output of which is connected to the inputs of the second delay element and to the first input of the third element

0 ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , с входом третьего элемента задержки и с управл ющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторьм входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента- задержки и с управл ющим входом четвертого ключа, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом п того ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управлени , четвертый выход которого соединен с управл ющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирующий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерител .0 OR, the second input of which is connected to the third output of the control unit, to the input of the third delay element and to the control input of the sixth key, the output of the second delay element is connected to the first input of the second OR element and to the second input of the first OR element, the first input of which is connected to the output of the first delay element and the control input of the fourth key, the third input of the first OR element is connected to the output of the third delay element and to the second input of the second OR element, the output of which is connected to the control input p that key, the output of the first element OR is connected to the control input of the second key, the input of the first delay element is connected to the second output of the control unit, the fourth output of which is connected to the control input of the seventh key, whose input is connected to the second output of the pulse counter, the second input of which is connected through the differentiating element with the output of the third element OR, the output of the seventh key is connected to the output of the meter.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1,Авторское свидетельство СССР № 390474, кл: G 01 R 27/14, 1971,1, USSR Copyright Certificate No. 390474, cells: G 01 R 27/14, 1971,

2,Авторское свидетельство СССР № 705380, кл, G 0 R 27/14, 1977 (прототип),2, USSR Author's Certificate No. 705380, class, G 0 R 27/14, 1977 (prototype),

Claims

Formula ^{1 of the} invention

A digital resistance meter, ₃₀ containing a frequency converter, for example, a current-frequency quantum converter, the first input of which is connected to the output of the power source, the second input to the output _{35 of the} first switch, the input of which is connected to the first output of the reference resistor ^ and the control input is connected to the first the output of the control unit, the output of the frequency converter is connected via a second key to the first input of the pulse counter, the first output of which is connected to the first input of the control unit, the second output of which is is dined with the control input of the third key, the input of which is connected to the first input terminal of the meter for connecting the measured resistance, a delay element, an OR element, a reversible counter, the inputs of which are connected respectively to the outputs. ^{50 of the} fourth and fifth keys, the inputs of which are combined, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, a pulse geyrator, a differentiating element, two OR elements, two Delay elements, two keys are introduced, the second input terminal of the meter for connecting the measured resistance is connected with the output of the power source, with the second output of the reference resistor and with the input of the sixth key, the output of which is connected to the second input of the frequency converter and with the output of the third key, the output of the pulse generator is connected to ^J inputs of the fourth and fifth keys, yield reversible counter is connected to the second input of the control unit, the first output of which a second delay element connected to the inputs and the first input of the third OR gate, a second input coupled to a third output of the control unit, with the input of the third delay element and with the control input of the sixth key, the output of the second delay element is connected to the first input of the second OR element and to the second input of the first OR element, the first input of which is connected to the output of the first element and with the control input of the fourth key, the third input of the first OR element is connected to the output of the third delay element and to the second input of the second OR element, the output of which is connected to the control input of the fifth key, the output of the first OR element is connected to the control input of the second key, the input of the first element the delay is connected to the second output of the control unit, the fourth output of which is connected to the control input of the seventh key, the input of which is connected to the second output of the pulse counter, the second input of which is connected through differentiating element with the output of the third element OR, the output of the seventh key is connected to the output of the meter.