Измеритель параметров комплексного сопротивления

Измеритель параметров комплексного сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛАРАНЕТРОВ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий :генератор тактовых импульсов, сое .диненный с ключом,который подйп, .чен к триггеру запуска и к коммута-Г-тору режима работы конденсатора, ;сравнивающий, блок, соединенный с блоком этгшонных напряжений, бчетчики, один из которых подключен выходом -к блоку передвижения запятой и блоку автоматического выбора пределов измерений, и. Цифровое табло, л и ч а к щ и и с я юм, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены коммутатЬр такювых импульсов, соединенный одним входом с ключом, а вторым - с триггером запуска, и выходами - с входами счетчиков,-ключ/ I соединенный параллельно с клеммами для подключения исследуемого объекта, а управляющим входом - с выходом триггера, пороговый блок, соединенный одним входом с блоком эталонных напряжений, вторым - с входом коммутатора режима paCoTt i конденсатора, а выходом - с управляющим дходом ключа, триггер, подключенный одним входом к блоку aBTOfjiaTH4ecKoro выбора пределов измерений и к входу триггера запуска, другим входом - к выходу элемента и и к входу триггера запуска, а выходе - к входу элемента И и ключа, элемент И, соединенный другим входом с генератором д тактовых импульсов, эталонный рёзкстор заряда, подключеншлй одним вы (Л водом к блоку эталонных напряжений, а другим - к одному из. входов коммутатора режима работы конденсатора и сравнивающего блока, эталонный резистор разряда, соединенный одним 5 выводом с одной изклемм для подклю-1 чения исследуемого объекта, а другим - 1C входом коммутатора режиг эв работы конденсатора, логический вы4 О :числитель ШЛИ блок, подключенный :к выходам счетчиков и входу цифрового , табло. эо ND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (19) (И) g(51) б 01 R 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (,,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ . :(21 ) 3471099/18-21 (22) 16.07.82 (46) 23.10.83. Бюл.939

;(72) А.И . Заико и В.К. Тимербаев (71 )уфимский авиационный институт им.. Серго Орджоникидзе (53) 621.317,322.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 437982, кл. G 01 R 27/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР . Р 316032, кл. 6 91 27/00, 1972, (54 ) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРИ1ЕТРОВ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий, . : генератор тактовых иьщульсов, сое-. диненный с ключом, который подклЫ:. .чен к триггеру запуска и к коммута-7 . тору режима работы конденсатора,,сравнивающий. блок, соединенный с блоком эталонных напряжений, бчетчики, один из которых подключен выходом к блоку передвижения запятой и блоку автоматического выбора пре. делов измерений, и циФровое табло, отличающийся . тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в него введены коммутатор тактовых импульсов, . соединенный одним входом.с ключом, а вторым - с триггером запуска, и выходами - с входами счетчиков, ключ) соединенный параллельно с клемиами для подключения исследуемого объек- . та, а управляющим входом — с выходом триггера, пороговый блок, соединенный одним входом с блоком эталонных напряжений, вторым — с входом коммутатора режима работы конденсатора, а выходом — с управляющим входом ключа, триггер, подключенный одним входом к блоку автселатического выбора пределов измерений и к входу триггера запуска, другим входом — к выходу элемента И и к входу триггера запуска; а выходом — к входу элемента И и ключа,- элемент И, соединенный другим входом с генератором д тактовых импульсов, эталонный резис- ® тор заряда, подключенный одним вы- ул . водом к блоку эталонных напряжений, +J а другим — к одному из, входов ком- у мутатора режима работы конденсатора и сравнивающего блока, эталонный резистор разряда, соединенный одним е выводом с одной из клемм для нодключения исследуемого объекта, а другим — с входом коммутатора режимов работы конденсатора, логический вы;числительный блок, подключенный к выходам счетчиков и входу циФро1 вого табло.

104 9827

Устройство относится к измерительной технике и предназначено для измерения параметров комплексного, сопротивления по параллельной схеме замещения, Известно устройство, содержащее 5 инТегратор, источник возмущающего воздействия, триггеры, генератор тактовых импульсов, ключи, делитель напряжения, устройство сравнения и счетчик-индикатор (1g .

Недостатком устройства является большая погрешность, обусловленная неучтенной активной составляющей в коглплексном сопротивлении иссле-дуемых элементов. 15

Наиболее близким к предлагаемому. является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, соединенный с ключом, который подключен к триггеру запуска и к коммута- 20 тору режима работы конденсатора, сравнивающий блок, соединенный с блоком эталонных напряжений, счетчики, один из которых подключен выходом к блоку передвижения запятой и блоку автоматического выбора пределов измерения, и цифровое табло. $2J.

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие из-за того, что период импульсов тактового генератора низкой частоты выбран заведомо больше вреглени заряда исследуемого конденсатора. Так как время заряда конденсатора неизвестно, то период импульсов низкочастотного тактового генератора приходится выбирать заведомо большим. Кроме того, устройство сложно.

Белью изобретения является повышение быстродействия и упрощение 40 устройства.

Для достижения поставленной цели в измеритель параметров комплексного сопротивления, содержащий генеРатор тактовых импульсов, соединен- 45 ный с ключом, который подключен к триггеру запуска и к коммутатору режима работы конденсатора, сравнивающий блок, соединенный с блоком эталонных напряжений, счетчики, один из которых подключен выходом к блоку передвижения запятой и блоку автоматического выбора пределов измерений, и цифровое:табло, введены коммутатор тактовьы импульсов, соединенный одним входом с ключом, а вторым " с триггером запуска, и выходами— с входами счетчиков, ключ, соединенный параллельно с клеммамидля подклю- чения исследуемого объекта, управляющим входом - с выходом триггера, 60 пороговый блок, соединенный одним входом с блоком эталонных напряжений, вторым - с входом коммутатора режима работы, конденсатора, а выходом — с, управляющим входом ключа, тРиггеР, 65 подклвченный одним входом к блоку автоматического выбора пределов измерений и к входу триггера запуска, другим входом — к выходу элемента И н к входу триггера запуска, а выходом — к входу элемента И и клвча, элемент И, соединенный другим входом с генератором тактовых импульсов, эталонный резистор заряда, подключеннЫЪ одним выводом к блоку эталонных напряжений, а другим - к одному. из входов коммутатора режима работы конденсатора и сравнивающего блока, эталонный резистор заряда, соединенный одним выводом с одной из клемм для подключения исследуемого объекта, а другим — с входом коммутатора режимов работы конденсатора, логический. вычислительный блок,, подключенный к выходам счетчиков и входу цифрового табло.

Йа чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, подключенный . через ключ 2, коммутатор 3 тактовых импульсов, счетчики 4 и 5 и вычислительный блок 6 к цифровому табло

7. Коммутатор 8 режима работы конденсатора соединен одним входом с эталонным резистором 9 заряда и выходом сравнивающего блока 10, а другим входом - с эталонным ре.зистором 11 и входом порогового блока 12.. Выход коммутатора .8 ре- жима работы конденсатора подключен к одним клеммам измеряемого комплексного сопротивления 13 и.ключа

14, другие клеммы которых соединены с второй клеммой эталонного резистора 11 разряда. Блок 15 передвижения запятой соединен входогл. с выходом счетчика 4 и с входом блока 16 автоматического выбора пределов измерений. Выход блока 16 соединен с управляющим входом блока

17, эталонных напряжений. Выходы этого блока подкЛвчены к .эталонному резистору 9, к сравнивающему блоку 10 и пороговому блоку 12. Триггер 18 запуска соединен одним входом с выходом сравнивающего бло-. ка 10, входом триггера 19 К вхо- дами блоков 15 и 16,. Другой вход триггера 18 запуска соединен с другим входом триггера 19 и с выходом элемента И 20. Выход триггера 19 соединен с одним входом элемента

И 20 и с управлявшей клеммой ключа 14. Другой вход элемента И 20 соединен с генератором 1 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 18 запуска находится в нулевом состоянии, ключ 2 закрыт, а коммутатор

8 режима работы конденсатора обеспе. 1049827

10 чивает подключение конденсатора к Резистору 11 и таким образом он полностью разряжен. При подаче команды "Пуск" на вход триггера 18 запуска он перебрасывается в единичное состояние, открывая ключ 2, и через коммутатор 8 режима работы конденсатора подключает конденсатор к резистору 9. Начинается заряд исследуемого конденсатора от блока эталонных напряжений и одновременно заполнение счетчика 4 импульсами с тактового генератора 1 через ключ

2 и коммутатор 8 тактовых импульсов, который также управляется триггером

18 запуска. 15

Как только напряжение на исследуемом конденсаторе повысится, сравнивающий блок 10 выдаст импульс, перебрасывающий триггер 18 запуска в нулевое состояние, Коммутаторы 3 и 8 переклю-20 чаются в исходное состояние. Начнет- ся процесс разряда конденсатора че-, рез эталонный резистор 11. Ключ 2 останется в открытом состоянии, так как на него будет поступать уп- 25 равляющее напряжение с порогового блока 12, которое будет в единичном . состоянии, так как напряжение на конденсаторе будет виае порога его выКлючения. Таким образом, счетчик

5 будет заполняться импульсами с тактового генератора 1 через ключ

2 и коммутатор 3 тактовых импульсов.

Как,только напряжение на исследуемом

-конденсаторе упадет до порогового значения, пороговый блок 12 перейдет в нулевое состояние и закроет ключ

2. После этого цифровые эквиваленты, сформированные счетчиками 4 и 5, пос-, тупают в логический вычислительный блок. 6, а результат их обработки— на цифровое табло 7.

Если соблюдать условие, что резис-; тор 9 будет больше, чем резистор 11, то блок 16 автоматйческого выбора пределов измерения и блок 15 передвиг" 45 жения запятой включены, как показано на чертеже. При переполнении счетчика 4 on перебрасывается в нуле вое состояние и с него поступает импульс, который поступает на входы блоков 15 и 16, а также на один из входов триггера 19. Блок 15 передвинет за|тятую на цифровом табло на разряд, блок 16 увеличивает напряжение, поступающее с блока 17 эталонных напряжений на резистор 9. Этот же импульс перебросит триггер 19 в единичное, а триггер 18 запуска в нулевое состояния. Триггер 19 замкнет ключ 14 и исследуемый конденсатор мгновенно через него разрядится. На 60 дном 1из входов. элемента И 20 в это время будет логическая "1" . Теперь первый ее импульс, поступивший на второй вход элемента И с генератора

1 тактовых импульсов, пройдет через 65 элемент И и перебросит триггер 19 в нулевое, а триггер запуска 18 в единичное состояния. Начнется новый цикл измерений.

При выполнении условий ео

"р= — „ 0 =еО

1 c$ сръ

1-—

0 где 0 д — йапряже ние блока 1 7, "cp - пороговое напряжение сраба.тывания порогового блока 12; с -. напряжение срабатывания блока 10", 8 - основание натурального логарифма, устройство реализует следующую формупя R9 й, лу измерения с„=—

04 П2 Я9 Яи где П1и II -.соответственно количест во импульсов, поступивших на счетчики

4 и 5 ° и R4 - номиналы эталонных резисторов 9 и 11. омножитель(Р9 - Rle)/К Rqy всегда; можно выбрать равным 10 . Тогда формула измерения примет вид, М tl1II2

c„=- (0:—

lI4 л2 ° Формула измерения внутреннего активно-. го.сопротивления имеет вид о 11 9 1-Ilz)

02(Р9 КИ) Г,Я9iи, Aà где Тв — период импульсов тактового генератора-.

Период импульсов известного низкочастотного тактового генератора определяется формулой Т=З Сх л R где h R n — шаг дискретных значений п сопротивления преобразователя код-сопротивление. Тогда время

Э необходимое для измерения сопротивления выразится формулойТ, 8=3НС„ЬЯ, где К -"количество импульсов низкочастотного генератора. тактовых . импульсов, поступивших нь счетчик..

Время разряда исследуемого конденсатора через его внутреннЕе сопротивление к» и параллельно подключенный преобразователь код-сопроб тинление выразится .

Сх рRх

tp-- 3

"е+" х

С:уммарное Время измерения -=ЗСх Майди ) =5C )R + — "— -" ). и R +R )- х,, ) °

Время заряда конденсатора в предлагаемом устройстве 1>- ЗC R<, время разряда 1p= Ь х R q) . Сухарное время работы предлагаемого устройст ва ZЗСх(К9 R41)

Поделив суммарное время измерения известного устройства на то же время предлагаемого устройства, поd

1049827

Составитель Н. Михалев ..

Редактор О. Юрковецкая. Техред С.Легеза. КорректорA.Çèìîêîñîâ,Заказ 8410/42 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35., Раушская наб., д..4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,.4 лучим кратность увеличения быстродействия измерителя в виде

"и"х

"з+

> к- Ч"

9 1<

Зададимся численными значениями

R -Q

"=m". а,=

: К Я„ — - о"

<и

Положим К.н =100 Ом, тогда gq 101 ОМ при K=-4 g dR@ 10 Ом, М 1000,:

q„1000000 Oi, C„=O,000.00 Ð.

Э

r0lO

5 10000 +

КФ %{00

20i

Упрощение измерителя достигается, за счет устранения преобразователя код-сопротивление и введения однотипных злементов.