Цифровой измеритель параметров пассивных двухполюсников

Цифровой измеритель параметров пассивных двухполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Измеритель содержит генератор 1 синусоидального напряжения, ключ 2, нульиндикатор 3, опорный резистор 4, операционный усилитель 8 и фильтр 18 нижних частот. Введение в устройство опорного конденсатора 6, ключей 5, 10, 11, 12 и 9, преобразователя 13 действующего значения, включающего дифференциальные усилители 14 и 16 и термопреобразователь 15, аналогоцифрового преобразователя 17 и. микро-ЭВМ 26 и образование новых связей в устройстве позволило расширить частотный диапазон измерений. 1 ил. С (Л t а о 1C со 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН цц 4 G 01 R 27/26

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3770432/24-21 .(22) 09.07.84 (46) 23.07.86. Вюп. Р 27. (72) Н.И.Грибок, В.Н.Лаврив и С.А.Савенко (53) 621.317.73 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 493021, кл. Н 03 К 13/20, 1975.

Авторское свидетельство СССР

9 924614, кл. G 01 R 27/02, 1983. ,:(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике. Цель изобретения — расширение функцио„.Я0„„1246023 А1 нальных возможностей устройства. Измеритель содержит генератор 1 синусо. идального напряжения, ключ 2, нульиндикатор 3, опорный резистор 4, операционный усилитель 8 и фильтр 18 нижних частот. Введение в устройство опорного конденсатора 6, ключей 5, 10, 11, 12 и 9, преобразователя 13 действующего значения, включающего дифференциальные усилители 14 и 16 и термопреобразователь 15, аналогоцифрового преобразователя 17 и.микро-ЭВМ 26 и образование новых связей в устройстве позвблило расширить час. тотный диапазон измерений. 1 ил.

1 124

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров сложных пассивных двухполюсников, например при измерении параметров МДП-структур, в диэлькометрии или кондуктометрии при измерении параметров датчиков.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет расширения частотного диапазона измерений.

На чертеже приведена блок-схема цифрового .измерителя параметров пассивных двухполюсников.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, первый, ключ 2; нуль-индикатор 3; опорный резистор 4; второй ключ 5; опорный конденсатор б; исследуемый двухполюсник 7; операционный усилитель 8;. шестой ключ 9, третий ключ 10; четвертый ключ 11, пятый ключ 12; преобразователь 13 действующего значения; первый дифференциальный усилитель 14; термопреобразователь 15, второй дифференциальный усилитель 16; .аналого-цифровой преобразователь (AIUI) 17; фильтр 18 нижних частот (ФНЧ);, регистр 19 команд (РК); тристабильный буфер 20; регистр 21 ин- . дикации (РИ); цифровой индикатор 22; микропроцессор 23 оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 24; постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

25 и микро-38М 26.

Первый выход генератора 1, первые входы нуль-индикатора 3, операционного усилителя 8, фильтра 18, второй вход АЦП 17, вторые неподвижные контакты ключей 9 и ii соединены с корпусом, второй выход генератора 1 связан с неподвижным контактом ключа 2 и вторым входом нуль-индикатора 3, выходом соединенного с входом управления.ключа 2 и первым входом тристабильного буфера 20, а неподвижный контакт ключа 2 связан с первым неподвижным контактом ключа 9 и первым зажимом опорного резистора 4, второй зажим которого подключен к подвиж ным контактам ключей 5 и 10 и первому зажиму опорного конденсатора 6, вторым зажимом соединенного с неподвижным контактом ключа 5 и первым зажимом.исследуемого двухполюсника 7, второй зажим которого подключен к подвижному контакту ключа 11, первый неподвижный контакт которого соединен с

6023 2 выходом операционного усилителя 8 и первым входом ФНЧ 18. Второй неподвижный контакт ключа 10 связан с вторым входом операционного усилителя 8,, а первый неподвижный контакт подключен к первому входу первого дифференциального усилителя 14, вторым входом связанным с подвижным кон тактом ключа 9, а выходом подключенным к входу (нагревательному элементу) термопреобразователя 15 ° Выход последнего соединен с входами дифференциального усилителя 16, выход которого подключен к -первому непод1 вижному контакту ключа 12, второй не подвижный контакт которого связан с выходом ФНЧ 18, а подвижный контакт подключен к первому входу АЦП 17, вы. ход которого соединен с вторым входом тристабильного буфера 20, выходная шина которого, а также информационные входы регистров 19 и 21, информационные выходы ПЗУ 25 и ОЗУ 24 подключены к шине данных микропроцессора 23, адресная шина которого соединена с адресными входами регистра 19, буфера 20, регистра 21, ОЗУ 24 и ПЗУ 25, шины управления которых также связаны с шиной управления микропроцессора 23. Выход регистра 21 связан с входом цифрового индикатора 22, а пять выходов регист . ра 19 команд соединены с управляюшими входами ключей 5, 10, 11, 12 и 9 соответственно.

Цифровой измеритель параметров пассивных двухполюсников работает следующим образом.

Измерительный цикл содержит пять тактов. В первом такте микропроцессор 23, считывая из ПЗУ 25 команды программы, вносит в регистр 19 команд по шине данных (сигналами по шине адреса производится выбор устройства, к которому в данный момент времени обращается микропроцессор, а сигналами по шине управления отслеживается алгоритм взаимодействия) кодовую комбинацию, приводящую к следующему порядку включения ключей 5, 10, 11, 12 и 9: ключ 5 замкнут; ключ 10 в положении 2; ключ 11 в положении 1; ключ 12 в положении 2; ключ 9 в положении 1.

Пссле этого микропроцессор 23 производит выборку буфера 20, по шине данных программно анализирует состояние первого входа буфера 20. К ггервому входу этого буфера подключен

3 12460 выход нуль-индикатора 3, который вы рабатывает сигнал включения ключа 2 в момент равенства нулю фазы сигнала генератора 1, В дальнейшем в течение всего цикла измерения ключ 2 остается замкнутым. После появления сигнала с вы.хода нуль-индикатора 3 микропроцессор переходит к программному анализу выходного кода АЦП 17 через время, достаточное для затухания экспоненциальной составляющей в выхрдном . напряжении операционного усилителя 8, которое равно () или (+ м), Описанное состояние коммутирующих элемен; тов приводит к тому, что на выходе

АЦП 17 устанавливается код, пропорU, циональный — — — . Поскольку значения о R о С

U,,(d и R известны .(их численные а значения записаны в ПЗУ 25), микропроцессор вычисляет значение С и

Z = — — выводит значение С. в ре.С Id.с У гистр 21, а значение Z заносит в 25

ОЗУ 24.

Во втором такте микропроцессор 23 вносит в регистр 19 команд кодовую комбинацию, приводящую к состоянию ключей: ключ 5 замкнут; ключ 10 в положении 2; ключ 11 в положении 2; ключ 12 в положении 1; ключ 9 в положении 1.

При этом на вход дифференциального усилителя 1.4 поступает напряжение

35 где I„П „ /(Zx + R.).

На выходе преобразователя l3 при

40 этом устанавливается напряжение, пропорциональное квадрату действующего значения напряжения U„.. т.е. на выходе АЦП 17 получаем код, про.порциональный К,1„, где 1„, — действующее значение тока I„.Ìèêðî-ЭВМ считывает этот код, вычисляет величину i и заносит в ОЗУ 24.

В третьем такте комбинация ключей такова: ключ 5 замкнут; ключ 10

50 в положении 1; ключ 11 в положении 2; ключ 12 в положении 1; ключ 9 в положении 2.

При этом на вход преобразоватепя 13 поступает напряжение U =?„ Z„.>5

Соответственно на выходе АЦП 17 устанавливается код, пропорциональный

i „ Z „, который считывается микро23 4 ЭВМ 26. Микропроцессор вычисляет величину Z „ и заносит ее в ОЗУ 24.

Четвертый такт, за исключением того, что ключ 5 разомкнут, аналогичен второму такту. При этом в ОЗУ 24 записывается код, пропорциональный квадрату действующего значения тока х к (к со

В пятом такте, отличающемся от третьего такта лишь тем, что ключ 5 разомкнут, в ОЗУ 24 заносится величина Z

В шестом такте по определенным соотношениям микропроцессор 23 вычисляет значения К и ? Е и выводит их в регистр 21 для отображения на индикаторе 22 °

Формула изобретения

Цифровой измеритель параметров пассивных двухполюсников, содержащий генератор синусоидального напряжения, нуль-индикатор, первый ключ, опорный резистор, операционный усилитель и фильтр нижних частот, причем выход генератора синусоидального напряжения подключен.к входу нуль-индикатора и подвижному контакту первого ключа, неподвижный контакт которого соединен с первым выводом опорного резистора, управляющий вход первого ключа соединен с выходом нуль-индикатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет расширения частотного диапазона измерений, в него дополнительно введены опорныи конденсатор, второй, третий, четвертый, пятый и шестой ключи, преобразователь действующего значения, содержащий первый и второй дифференциальные усилители и термопреобразователь, а также аналого †цифровой преобразователь и микро-3ВМ, содержащую микропроцессор, оператив1 ное запоминающее устройство, постоян ное запоминающее устройство, регистр команд, регистр индикации, тристабиль ный буфер и цифровой индикатор, причем второй вывод опорного резистора подключен к первому выводу опорного конденсатора и подвижным контактам второго и третьего ключей, а неподвижный контакт второго ключа соединен с вторым выводом опорного конСоставитель В.Стукан

Техред О.Сопко Корректор Е.Сирохман

Редактор Н.Яцола

Заказ 3995/38 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4

5 1246023 Ь денсатора и первым зажимом для под- ключа и опорного резистора, а подключения исследуемого двухполюсника, вижный контакт шестого ключа соедивторой зажим которого подключен к нен с вторым входом первого диффеподвижному контакту четвертого клю- ренциального усилителя, при этом выча, второй неподвижный контакт ко- > ходы аналого-цифрового преобразоваторого соединен с корпусом, а пер- теля и нуль-индикатора подключены к вый неподвижный контакт соединен с соответствующим входам тристабильновыходом операционного усилителя и го буфера, информационный выход ковходом фильтра нижних частот, при- торого, а также информационные .выхачем вход операциойного усилителя сое- 1о ды оперативного и постоянного заподинен с вторым неподвижным контактом минающих устройств и информационные третьего ключа, первый неподвижный входы регистра команд и регистра инконтакт которого подключен к первому дикации подключены к шине данных входу первого дифференциального уси- микропроцессора, шина адреса которого лителя, выход которого соедивен с 1g соединена с адресными входами ренагревательным элементом термопре- гистров команд и индикации, тристаби. образователя, а выход термопары тер-, льного буфера, оперативного и постомопреобразователя подключен к входу янного запоминающих устройств, привторого дифференциального усилителя, чем шина управления микропроцессора выход которого соединен с первым не- 2О подключена. к шинам управления триподвижным контактом пятого ключа, стабильного буфера, регистров команд второй неподвижный контакт которого и индикации, оперативного и постоянсоединен с выходом фильтра нижних ного запоминающих устройств, а выход частот, а подвижный контакт подклю- регистра индикации соединен с чен к входу аналого-цифрового пре- 2S входом цифрового индикатора,при образователя, второй неподвижный кон этом пять выходов регистра котакт шестого ключа соединен с корпу- манд соединены с управляющими сом, первый неподвижный контакт шес- входами второго, третьего, четтого ключа подключен к точке соеди- вертого, пятого и шестого клюнения неподвижного контакта первого чей соответственно.