Цифровой измерительный прибор

Цифровой измерительный прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, содержащий генератор, опе ,рационный усилитель, выход которог подключен к входу частотно независимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, двухгалет ный переключатель пределов измерения , соединеннейпервой галетой .с измеряемой емкостью, второй галетой - с входом операционного усилителя и второй обкладкой измеряемой емкости, от личаюадийс ч тем, что, с целью упрощения устройства и вовьттения точности измерений , введены частотно-зависимый преобразователь переменного напряжения в постоянное,- цифровой логометр и дополнительные обмотки индуктивности генератора, включенные между однш из выходов генератора и первой галетой переключателя пределов измерения, причет второй выход генератора подключен к первой галете переключателя и входу частотно-зависимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, выход которого под-ключей к одному из входов цифрового логометра, второй вход которого соединен с выходом частотно-незавит симого преобразователя переменного напряжения в постоянное, а между выходом операционного усилителя и второй галетой переключателя пределов измерения включен блок -образцовых резисторов.

СОЮЗ C0IKTCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) ц511 Q 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3381228/18-21 (22) 11. 01. 82 (46) 23 ° 11.83. Бюл. В 43 (72) Г.A..Êèéêoâ и 10.И.Синельников (71) Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроиэмерительных приборов (53) 621.317 ° 333(088.8) (56) 1. Таубе Б.С., Шапиро E.З.

Цифровые приборы для измерения ос-. новных электрических величин N., Иа(виностроение", 1975, с. 54, . рис. 37а.

2. Таубе Б.С., Шапиро E.З.

Цифровые приборы для измерения ос- . новных электрических величин.

И.„ Иаииностроение", 1975, с. 56, рис. 38 (йрототип). (54)(57) 1. ЦИФРОВОЙ ИЗИЕРИТЕЛЬЯИИ .

ИРИБОР, содержащий генератор, опе, рационный усилитель, выход которого подключен к входу частотно независимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, двухгалетный переключатель пределов измерения, соединенный. первой галетой ..с измеряемой емкостью, второй галетой — с входом операционного усилителя и второй обкладкой измеряемой емкости, о т л. и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения устройства и повьпаения точности из,мерений, введены частотно-зависимый преобразователь переменного напряжения в постоянное, цифровой логометр и дополнительные обмотки индуктивности генератора, включенные между одним из выходов генератора н первой галетой переключателя пределов измерения, причем второй выход генератора подключен к первой галете переключателя и входу частотно-зависимого преобразователя переменного напряжения Я в постоянное, выход которого под ключен к одному из входов цифрового логометра, второй вход которого соединен с выходом частотно-незави-. симого преобразователя переменного напряжения в постоянное, а между выходом операционного усилителя и второй галетой переключателя преI .делов измерения включен блок образцовых резисторов. !

1056078

2. Прибор по п. 1, ю шийся тем, что частотно-зави симый преобразователь переменного напряжения в постоянное выполнен . в виде последовательно соединенных образцового конденсатора и операционного усилителя, в цепь обратной

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может .быть использовано в цифровых измерительных приборах.

Известен цифровой прибор, содержащий линейный измерительный преобразователь емкости в напряжение переменного тока, в состав которого входит опорный генератор переменного напряжения, измеряемая емкость, образцовое сопротивление и операционный усилитель. Напряжение на выходе преобразователя измеряется цифровым вольтметром (1), Недостатком прибора является низкая точность из-за нестабильности напряжения и частоты опорного генератора переменного напряжения.

Наиболее. близким к изобретению по технической сущности является цифровой прибор, содержащий после- 2р довательно соединенные L С-генератор и делитель, выход которого через одну иэ галет галетного переключа-. теля соединен с входом повторителя, выход которого через измеряемую ем- 25 кость подключен к входу операционного усилителя. Выход операционного усилителя через блок образцовых емкостей и вторую галету двухгалетного переключателя соединен со своим 3р инвертирующим входом, а также через частотно-независимый преобразователь переменного напряжения в постоянное со входом цифрового вольтметра )2) . 35

Недостатком цифрового прибора является низкая точность, связанная с нестабильностью напряжения опорного генератора, что вызывает необходимость частой калибровки, усложнение рр прибора в связи с необходимостью применения на каждом пределе своей образцовой емкости, наличием повторителя и резистивного делителя.

Целью изобретения является упрощение устройства, повьпчение точно45 сти.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измерительный прибор, содержащий генератор, операционный усилитель, выход которого связи которого включены параллельно диод и образцовый резис гор, последовательно соединенный с другим диодом, общая точка которых соединена с входом сглаживающего Фильтра, выход которого является выходом, частотно-эаanсимого преобразователя. подключен к входу частотно-независимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, двухгалетный переключатель пределов измерения, соединенный первой галетой с измеряемой емкостью, второй галетой со входом операционного усилителя и второй обкладкой измеряемой емкости, дополнительно введены частотно-зависимый преобразователь переменного напряжения в постоянное, цифровой логометр .и дополнительные обмотки индуктивности генератора, включенные между одним из выходов генератора и первой галетой переключателя пределов измерения, причем второй выход генератора подключен к первой галете переключателя и входу частотно-зависимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, выход которого подключен к одному из входов цифрового логометра, второй вход которого соединен с выходом частотно-независимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, а между выходом операционного усилителя и второй галетой переключателя пределов измерения включен блок образцовых резисторов.

Кроме того, частотно-зависимый преобразователь переменного напряжения в постоянное выполнен в виде последовательно соединенных образцового конденсатора и операциоííîro усилителя, в цепь обратной связи которого включены параллельно диод и образцовый резистор, последовательнО соединенный с другим диодом, общая точка которых соединена с входом сглаживающего фильтра, выход которого является выходом частотно-зависимого преобразователя.

Яа чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 с дополнительными обмотками 2 индуктивности, выход которого через последовательно соединенные первую галету переключателя 3 пределов измерения и измеряемую емкость 4

1656078 алом смещении его подключен к входу операционного уси- и пренебрежимо ма о дителя 5, выход которого соединен, нуля по напряжению и ток п через блок б об аз ю и току постояно разцовых резисторов ная составляющая тока через обраэ-. и вторую галету переключателя 3 со цовый резистор 12 оп е е своим входом, а также че е езистор определяется для а также через частот- синусоидального сигнала выражением но-независимый преобразователь 7 42 Я постоянного напряжения в переменное - o- o- E -ы с одним из

0 о з входов цифрового логомет- Постоянная составляющая напряжера 8, второй вход которого через ния на входе сглаживающего фильтчастотно-зависимый преобразователь ра определяется выражением

9 переменного напряжения в постоян- lO И ное подключен к выходу генератора 1

0 = — Е.уС g о < 0 0 0

Частотно-зависимьй преобра зова- Rî тель 9 содержит операционный усиод — величина сопротивления в цепь отрицательной П и и нн уси- образцового резистора 12. о ратно связи которого включен ри достаточно малом проходном

ы 15 сопротивлении сглаживающего фильт а последовательно соединенные диод 11 14 и оста ф ра и реэисто 12 па а и достаточно большом входном сои резистор 1, параллельно которым противлении второго входа циф вого подключен диод 13, причем общая хода цифрового точка диода 11 и резистора 12 сое- Г динена с входом сглаживающего 20

0о = — Е «Сдс и

О- л о» 0 0 ° фильтра 14, выход которого является выходом преобразователя 9. Вход

Показание цифрового логометра 8 операционного усилителя соединен «)1 с образцовым кондеисатором 15.

Устройство работает следующим образом.

Действующее значение напряжения — Ео АССР о о на выходе операционного усилителя 5 при достаточно большом коэффицивнне зависит от напряжения и чаототы те усиления определяется выражением генер тора 1, что исключает погрешу0 ности, связанные с его нестабильностью по напряжению и частоте. где Ео и 4) — действующее значение Поскольку калибровка в известном напряжения и круговая устройстве вводилась с целью исклюС ча стот а ге нера тора 1.; чения погрешности от нестабильности х — величина измеряемой З5 генератора 1, необходимость в нЕй

Я емкости 4„. в предлагаемом устройстве отпадает. о — величина одного иэ Изменение масштаба преобразоваобразцовых сопротив- ния при переключении пределов иэ= лений, входящих в мерения легко производить изменениблок б образцовых ре- ем номинала Яо, что позволяет.исзисто ов.

40 зи торов. пользовать в многодиапазонном приЕсли частотно-независимый преоб- . боре образцовый конденсатор одного разователь 7 реализован по детектор- номинала, что упрощает устройство. ной однополупериодной схеме, то для Включение в пепи обратной связи синусоидального сигнала он имеет, операционного усилителя 5 вместо коэффициент преобразования K>=+ 45 блока образцовых емкостей блока б и постоянное напряжение на его выхо- образцовых резисторов исключает де определяется выражением необходимость включения специально, ),„ С го фильтра для осуществления режимДейству ее значение тбка через ной обратной связи операционного

o5pa3goBEaA KoHgeHcaTop 15 $Q 1ycHmHTeaR 5, aTo yn oqaeT ycT1 oACTSo ° ляется выражением

Введение в катушку индуктивностк генератора дополнительных обмоток превращает катушку индуктивности в . ин емкости образцово- высокоточный индуктивный делигде С вЂ” величина емкос го конденсато а онденсатора 15. . 55 тель. напряжения с достаточно малик выходным сопротивлением, что упролитель 10 с включенными люченными в цепи его щает устройство, -поскольку при этом обратной связи диодами 11 и 13 и об - .исключается необходимость применер истором 12 образуют ния резистивного делителя напряжераэцовым реэисто ом 12 об одиополупериодную схему линейного @ ния и повторителя, и повышает точдетектора. При достаточно большом . ность за счет прйменения индуктив-, коэффициенте усиления дополнитель- .ного делителя, который по точности ного операционного усилителя 10 выше чем резистивные делители..

ВНИИПИ Заказ 9294/37 Тираж 710 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óéãîðoä,ул.Проектная 4