Измеритель параметров комплексных сопротивлений

Измеритель параметров комплексных сопротивлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерениям. Цель изобретения - упрощение процесса проверки работоспособности, поиска и устранения неисправностей устройства. Измеритель содержит источник питания, измерительную цепь, имеющую регулируемую образцовую меру, объект измерения и усилитель, измерительный преобразователь, включающий в себя последовательно соединенные синхронный детектор и АЦП, управляемый делитель напряжения, первый переключатель, два неподвижных контакта, управляемый делитель частоты, генератор импульсов, цифровое отсчетное устройство, схему автоматического выбора пределов измерения, включающую в себя счетчик коэффициента деления, счетчик поддиапазонов, схемы сравнения верхней и нижней границ, задатчик кода верхней и нижней границ, первый элемент ИЛИ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, схемы сравнения верхнего и нижнего крайних состояний счетчика коэффициента деления, задатчики кода верхнего и нижнего крайних состояний, первый и второй элементы И, первый инвертор, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ, второй инвертор, четвертый элемент ИЛИ. В измеритель дополнительно введены второй делитель частоты, третий элемент И, второй и третий переключатели, третий инвертор, триггер, четвертый элемент И, генератор тестовых импульсов. Введение указанных элементов обеспечивает независимое управление составными частями устройства, организацию циклического и пошагового выполнения измерения, что упрощает процедуры проверки работоспособности, поиска и устранения неисправностей. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1 44 2 (Si)S "- 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4459389/24-21 (22) 12.07.88 (46) 23„09.90. Бюл. Р 35 (72) Г.Ф.Гопдиенко, В.В.Козьменко, А.А.Вдовин, Л.Г.Садовая, М.Н.Сурду и И.В.Третяк: (53) 621.317.738 (088.8) (56) Howlett-Rackard Journal, 1976, v.28, Р 1, р..9-13.

Авторское свидетельство СССР

N - 1473550, кл. G 01 R 27/26, 1987. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к электроизмерениям. Цель изобретения — упрощение процесса проверки работоспособности, поиска и устранения неисправностей устройства. Измеритель содержит ! источник питания, измерительную цепь, имеющую регулируемую образцовую меру, объект измерения и усилитель, измерительный преобразователь, включающий в себя последовательно соединенные синхронный детектор и АЦП, управляемый делитель напряжения, первый переключатель, два неподвижных контакта, управляемый делитель частоты, Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано при построении измерите.лей параметров комплексных сопротивлений.

Цель изобретения — упрощение процессов проверки работоспособности, поиска и устранения неисправностей

2 генератор импульсов, цифровое отсчетное устройство, схему автоматического выбора пределов измерения, включающую в себя счетчик коэффициента деления, счетчик поддиапазонов, схемы сравнения верхней и нижней границ, задатчик кода верхней и нижней границ, первый элемент ИЛИ и элемент

ИСКЛЮЧАИЩЕЕ ИЛИ, схемы сравнения верхнего и нижнего крайних состояний счетчика коэффициента целения, задатчики кода верхнего и нижнего крайних состояний, первый и второй элементы, первый инвертор, второй элемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ, второй инвертор, четвертый элемент

ИЛИ. В измеритель дополнительно введены второй делитель частоты, третий элемент И, второй и третий переключатели, третий инвертор, триггер, чет- С„ вертый элемент И, генератор тестовых импульсов. Введение указанных элеменt тов обеспечивает независимое управление составными частями устройства, организацию циклического и пошагсю- Ql вого выполнения измерения, что упрощает процедуры проверки работоспособ- ф ности, поиска и устранения неисправ" ф ностей. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. устройства путем обеспечения независимого управления его составными частями, органиэации циклического и поискового режимов работы, На фиг.1-3 изображена структурная схема устройства; на фиг. 4 и 5 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу измерителя в основном режиме

"Измерение" и в режиме "Отладка".

1594452

УсTpeйс во содержит источник напряжения, измерительную цепь 2, имеющую выход 3 и включающую в себя дискрeтно-регулируемую образцовую меру 4, объект 5 измерения и усили5 тель 6, измерительный преобразователь 7, включающий в себя последовательна соединенные синхронный детектор 8 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, первый переключатель 10, имеющий перекидной контакт 11 „соединенный с входом синхронного детектора 8, и два неподвижных контакта 12 и 13, управляемый делитель 14 напряжения, вход которого соединен с выходом измерительной цепи, а выход — с нормально замкнутым контактом 13 переключателя 10, нормально разомкнутый контакт 12 которого совместно с опорным входом синхронного детектора 8 и входом измерительной цепи 2 соединен с выходом источни, ка 1 напряжения упр авля емый делитель и

115 частоты и генератор 16 импульсов, выход которого соединен с сигнальным входом управляемого делителя 15 частоты, выход которого подключен к опорному входу АЦП 9, цифровое отсчетное устройство (ЦОУ) 17, первый вход которого соединен с выходом. АЦП 9, схе,«ЗО му 18 автоматического выбора пределов измерения, включающую счетчик 19 коэффициента деления, счетчик 20 поддиапазонов, выхоц которого соединен с входом управления образцовой меры 4 и вторым входом (управления индикацией запятой и символами размерности).

ЦОУ 17, схему 21 сравнения верхней и схему 22 сравнения нижней границ, первые входы которых соединены с, выходами АЦП 9, задатчика 23 кода верхней и задатчик 24 кода нижней границ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами схем сравнения верхней 21 и нижней 22 границ, первый элемент ИЛИ 25 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, входы которых соединены с выходами схем сравнения верхней 21 и нижней 22 границ, схему 27 сравнения верхнего и схему 28 сравнения нижнего крайних состояний счет;— чика 19 коэффициента деления, первые входы которых соединены совместно с входами управления управляемых делителей напряжения 14 и частоты 15 с выходами счетчика 19 коэффициента деления, задатчика 29 кода верхнего и задатчика 30 кода нижнего крайних состояний, выходы которых соединены. соответственно с вторыми входами схем сравнения верхнего 27 и нижнего 28 крайних состояний, первый 31 и второй

32 элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами схем 27 и 28 сравнения верхнего и нижнего крайних состояний, первый инвертор 33, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 32, а вход совместно с вторым входом первого элемента И 31 и входами реверса счетчиков коэффициента деления 19 и поддиапазонов 20 — с выходом первого элемента ИЛИ 25, второй. элемент

ИЛИ 34, входы которого соединены с выходами первого 31 и второго 32 элементов И, третий элемент ИЛИ 35, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 34, второй инвертор 36, вход которого совместно с входом запрета счета счетчика 19 коэффициента деления соединен с выходом третьго элемента ИЛИ 35, четвертый элемент ИЛИ 3 7, выход которого соединен с входом запрета счета счетчика 20 поддиапазонов, первый вход соединен с выходом второго инвертора 36, а второй совместно с вторым входом третьего элемента

ИЛИ 35, соединен с выходом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, второй делитель

38 частоты, вход которого совместно с тактовыми входами счетчиков коэффициента деления 19 и поддиапазонов 20 соединен с выходом источника 1 напряжения, третий элемент И 39, первый вход которого соединен с. выходом второго делителя 38 частоты, а второй вход — с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 26, второй переключатель. 40,перекидной контакт которого соединен с входом управления первого переключателя 10, а нормально замкнутый контакт — с выходом третьего элемента

И 39, третий переключатель 41, нормально замкнутый контакт которого подключен к потенциалу питания, а нормально разомкнутый — к общей шине, третий инвертор 42, вход которого совместно с третьим входом (индикации режима работы) ЦОУ 17 и входами разрешения параллельной записи информации счетчиков коэффициента деления

19 и поддиапазонов 20 соединен с перекидным контактом третьего переключателя 41, триггер 43, четвертый элемент И 44, первый вход которого соеди52 о

5 15944 нен с выходом третьего инвертора 42, а выход — со счетным входом триггера

43, выход которого соединен с нормально разомкнутым контактом второго пе5 реключателя 40, причем второй 40 и

-третий 41 переключатели коммутируют- ся синхронно, генератор 45 тестовых импульсов, содержащий второй генератор 46 импульсов, вход. синхронизации которого соединен с выходом источника объекта 5 измерения. Это напряжение подается на управляемый делитель 14 напряжения, а с выхода последнего через нормально замкнутые контакты

13 и 11 переключателя 10 — на вход синхронного детектора 8.

Детектированное напряжение подает-. ся с выхода синхронного детектора 8 на вход АЦП 9 и преобразуется в цифровой код. (А j.

Работа схем сравнения верхнего 21 и нижнего 22 пределов организована так, что на их выводах появляется логическая единица в случае, когда значение выходного кода {А j превышает значение кодов, выданных задатчиками соответственно верхнего 23 и нижнего 24 кодов. Если код f A j находится

20 в рабочей зоне АЦП, то на выходе схемы сравнения верхнего предела появляется логический "0", а на выходе схемы сравнения нижнего предела — логическая "1".

Наличие на выходе схем сравнения верхнего и нижнего пределов двух "Oн соответствует положению выходного кода (A ) "ниже" рабочей эоны АЦП, а наличие двух "1" соответствует положению кода (A j "выше" рабочей зоны

АЦП. Выходной сигнал элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 разрешает или запрещает изменение состояний счетчиков 19 и

20 коэффициента деления и поддиапазонов, причем инвертор 36 обеспечивает одновременно работу только одного иэ счетчиков, Поиск рабочей зоны АЦП возможен без предварительной установки в "0" счетчиков 19 и 20, направление поиска определяется сигналом на выходе первого элемента ИЛИ 25. Поиск начинается с анализа состояния счетчи ка 19 коэффициента деления. Если он не находится в крайнем для выбранного направления поиска состоянии, то первоначально переключаются зоны измерения (управляемый делитель 14 напряжения) до попадания в рабочую зону или до заполнения счетчика 19 коэффициента деления. Если счетчик коэффициента деления находится в крайнем для заданного направления поиска состояния, то изменение его состояний запрещается и одновременно разрешается изменение состояний счетчика 20 .под-.

15 того переключателя 49 соединен с вхо- 25

35

Измеритель параметров комплексных сопротивлений работает следующим образом.(фиг.4), При подключении источника 1 синусо-, 55

1 питания, четвертый переключатель

47, нормально замкнутый контакт которого соединен с выходом второго генератора 46 прямоугольных импульсов, счетчик 48 состояний, счетный вход которого соединен с перекидным контактом четвертого переключателя 47, пятый переключатель 49, кнопку 50

"Пуск", один из контактов которой соединен с общей шиной, а другой— с нормально разомкнутыми контактами четвертого 47 и пятого 49 переключателей, причем перекидной контакт пядом разрешения параллельной записи счетчика 48 состояний, задатчики кодов начального 51 и конечного 52 состояний, схему 53 сравнения конечного состояния, элемент. И-НЕ 54, выход которого соединен с нормально замкнутым контактом пятого переключателя

49, первый вход соединен совместно с входом запрета второго генератора 46 прямоугольных импульсов с выходом схемы 53 сравнения конечного состояния., а второй вход — с выходом "Конец преобразования" АЦП 9, выход задатчика 51 начального кода соединен. с входами предустановки счетчика 48 состояний и счетчика 19 коэффициента деления, а также с входом установки в "0" триггера 43, выход задатчика

52 конечного кода соединен с первым входом схемы 53 сравнения конечного кода и входом установки в "1" триггера 43, второй вход схемы 53 сравнения конечного кода состояния соединен совместно с вторым входом четвертого элемента И 44 и входом предустановки счетчика 20 поддиапазонов с выходом счетчика 48 состояний. идального напряжения к измерительной цепи 2 на ее выходе 3 возникает напряжение, пропорциональное импедансу диапазонов, управляющего переключением образцовой меры 4 сопротивления, Счетчики 19 и 20 тактируются рабочей частотой источника l напряжения.

1594452

Счетчик 20 поддиапазонов последовательно изменяет значение дискретнор егулир уемой меры 4 сопротивления до попадания в рабочую зону АЦП или до изменения комбинации на выходе схем

21 и 22 сравнения на противоположную (т.е. вместо двух "1" появляются два

"0", или наоборот). Это означает, что рабочая зона АЦП пропущена и к 10 . ней необходимо возвращаться в обратном направлении. На выходе первого элемента ИЛИ 25 появляется сигнал, соответствующий поиску в обратном направлении, и так как состояние счетчика 19 коэффициента деления в даннсм направлении не является крайним, то опять разрешается изменение его состояний. Зоны переключаются в направлении, обратном первоначальному, до 20 попадания выходного кода 1 А 7 в рабочую зону АЦП.

После этого сигнал с выхода элемента ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 26 фиксирует выбранные поддиапазон и зону измерения.

Для проведения отладочных и ремонтных работ необходимо обеспечить возможность независимого управления частями устройства, возможность орга- 30 низации циклического изменения сигналов для проверки правильности их прохождения по измерительному тракту,, возможность потактового измерения параметров комплексного сопротивления 35 для проверки соблюдения послецовательности операций.

Делитель 38, элемент И 39 и переключатель 40 обеспечивают работу npufl

4 бора в режиме "Измерение . Во время выбора поддиапазона измерения осуществляется измерение только напряжения объекта. Это осуществляется подачей на один из выходов элемента И 39 сигнала логического "0" с выхода элемента ИСКЛ10ЧА10111ЕЕ ИЛИ 26. В режиме "Измерение" переключатель 40 подключает выход элемента И 39 к входам управления переключателя 10. После выбора диапазона измерения меандр с выхода делителя 38 поступает на управляющие входы переключателя 10, обеспечивая поочередное измерение напряжения на объекте и напряжения генератора, что

55 позволяет измерить обьект с приемлемой точностью. Коэффициент деления делителя 38 зависит от времени интегрирования и не может быть меньше двух.

Элемент И 44 служит для запр ещения прохождения импульсов на счетный вход триггера 43 в режиме "Измерение".

Режим отладки устанавливается включением третьего переключателя 41 третий и второй переключатели коммутируются синхронно). При этом разрешается прохождение счетных импульсов на вход триггера 43 с выхода счетчика 48 состояний и разрешается парал- лельная запись информации в счетчики коэффициента деления 19 и поддиапазонов 20. Информация на входы параллельной записи (входы предустановки). счетчика поддиапазонов поступает со счетчика 48 состояний. Начальное состояние счетчика 48 определяется задатчиком 51 начального кода. Для организации циклического выполнения всех опе- раций при измерении (или их части) предназначены задатчик 52 конечного кода, схемы 53 .сравнения конечного кода и элемент И-HF..

Прямой выход триггера 43 через переключатель 40 в режиме отладки подключен к управляющему входу переключателя 10, и состояние последнего теперь зависит от выходного сигнала триггера 43. До измерения в режиме отладки необходимо установить соответствующее значение задатчика кодов верхнего и нижнего состояний, четвертый переключатель 47 скоммутировать так, чтобы выход второго генератора

46 прямоугольных импульсов был соединен со счетным входом счетчика 48 состояний, а вход разрешения параллельной записи счетчика 48 состояний пятый переключателем 43 соединить с кнопкой 50 "Пуск". Нажатием кнопки 50 "Пуск" устанавливается начальное состояние счетчика 48 состояний, разрешается работа второго генератора 46 прямоугольных импульсов. Под действием счетных импульсов счетчик 48 состояний перебирает все состояния от начального до конечного (заранее выставленные задатчиками кодов),, обесг ечивая тем самым цикл измерения. В режиме отладки необходимо задавать поддиапазон и зону измерения.

По сигналу совпадения схемы 53 сравнения запрещается работа генератора 46 прямоугольных импульсов. Для повторного выполнения цикла необходимо опять нажать кнопку "Пуск" (фиг.5).

Формула из обр ет ения

1. Измеритель параметров комплексных сопротивлений, содержащий источник напряжения, измерительную цепь, состоящую из регулируемой образцовой меры, объекта измерения и усилителя, измерител ьный преобраэователь, включающий в себя последовательно соединные синхронный детектор и аналогоцифровой преобразователь, управляемый делитель напряжения, первый переключатель, имеющий перекидной контакт, соединенный с входом синхронного детектора, и два неподвижных контакта, один из которых соединен с выходом управляемого делителя напряжения, а второй совместно с опорным входом

40 синхронного детектора и входом измерительной цепи соединен с выходом источника питания, управляемый делитель частоты и первый генератор импульсов, выход которого соединен с сигнальным

45 входом управляемого делителя частоты, выход которого подключен к опорному входу аналого-цифрового преобразователя, отсчетное устройство, первый вход которого соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, схему автоматического выбора пределов измерения, включающую в себя счетчик коэффициента деления, счетчик поддиапазонов, выход которого соеди- 55 нен с входом управления регулируемой образцовой меры и вторым входом отсчетного устройства, схему сравнения

1П1клическое нь>полне нпе п1> цесса измерения осуществляется переключением пятого переключателя 49 в исходное положение после нажатия кнопки

"Пуск >. В этом случае сигнал разреше. ния параллельной записи в счетчик 48 состояний будет поступать с выхода

"Конец преобразования" AIU! 9 по совпадению с выходным сигналом схемы 53 сравнения конечного состояния.

Режим пошагового выполнения измерения организуется следующим образом: переключатели 47 и 49 коммутируются таким .образом, чтобы их перекидные контакты соединились с выходом кнопки "Пуск". После первого нажатия кнопки "Пуск" переключатель 49 возвращается в исходное состояние. Каждое последующее нажатие кнопки Пуск" изменяет содержание счетчика 48 состояний на единицу. нс:рхпей и схему сравнения нижней границ, первые входы котарьrx соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, задатчик кода верхней и задатчик када нижней границ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами схем сравнения верхней и нижней границ, первый элемент

ИЛИ и элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которых соединены с выходами схем сравнения верхней и нижней границ, схему сравнения верхнего и схему сравнения нижнего крайних состояний счетчика коэффициента деления, первые входы которых соединены, совместно с входами управления управляемых делителей напряжения и частоты, с выходом счетчика коэффициента деления, задатчик кода верхнего и задатчик кода нижнего крайних состояний, выхо-. ды которых соединены соответственно с вторыми входами схем сравнения верхнего и нижнего крайних состояний, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами схем сравнения верхнего и нижнего крайних состояний, первый инвертор, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а вход совместно с вторым входом первого элемента И и входами реверса счетчиков коэффициента деления и поддиапазонов соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, вхо-. ды которого соединены с выходами nepBG1 о и второго элемента И, третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй ивертор, вход которого совместно с входом запрета счетчика коэффициента деления соединен с -выходом третьего элемента ИЛИ, четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом запрета счетчика поддиапазонов, первый вход соединен с выходом второго инвертора, а второй совместно с вторым входом третьего элемента ИЛИ соединен с выходом элемента ИСКЛИЧАРЩЕЕ ИЛИ, причем тактовые входы счетчиков коэффициента деления и поддиапазонов соединены с выходом источника напряжения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения процессов проверки работоспособности, поиска и устранения неисправностей устройства, в него введены второй делитель частоты, второй и третий переключатели, третий инвертор, тре15 тий и четвертый элементы И, триггер и генератор тестовых импульсов, перВый вход которого соединен с входом второго делителя частоты и выходом источника напряжения, а второй вход

Соединен с вторым выходом аналогоцифрового преобразователя, первый выход генератора тестовых импульсов

Соединен с входом установки в "1" триггера, второй выход соединен с входом установки в "О" триггера и

Входом предустановки счетчика коэффициента деления, а третий выход

Соединен с входом предустановки счетЧика Йоддиапазонов и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого через третий инвертор соединен с перекидным контактом третьего переключателя и третьим входом отсчетного устройства, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом триггера, выход триггера подключен к нормально разомкнутому контакту второго переключателя, нормальНо замкнутый и перекидной контакты

Которого соединены соответственно с выходом третьего элемента И и входом управления первого переключателя,. первый и второй входы третьего элемента И соединены соответственно с выходами второго делителя частоты

-HI элемента ИСКХПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты третьего переключателя соединены соответственно с шиной питания и общей шиной.

2. Измеритель по п.1„ о т л и— ч а ю шийся тем, что генератор

94452; !

2 тестовых импульсов содержит второй re нератор импульсов, счетчик состояний, четвертый и пятый переключатели, кнопку "Пуск", задатчик начального и за5 датчик конечного кода, схему сравне-. ния, элемент И-НЕ, причем вход второго генератора импульсов является перйым входом генератора тестовых импульсов, второй вход элемента И-НЕ является вторым входом генератора тестовых импульсов, выходы задатчика конечного кода, задатчика начального кода и счетчика состояний являются соответственно первьи, вторьм и третьим выходами генератора тестовых импульсов, счетный вход и вход разрешения записи счетчика состояний соединены соответственно с перекидными контактами

2О четвертого и пятого переключателей, выход счетчика состояний соединен с вторым входом схемы сравнения, первый . вход которой соединен с выходом задатчика конечного кода, выход задатчика

25 начального кода соединен с входом предустановки счетчика состояний, выход схемы сравнения соединен с первым входом элемента И-НЕ и входом запрета второго генератора имнульсов, выход

ЗО которого соединен с нормальчо замкну-.тым контактом четвертого переключате ля, нормально разомкнутый контакт .которого соединен с нормально замкнутым контактом пятого переключателя и первым выводом кнопки "Пуск", выход

З5 элемента И-НЕ соединен с нормально разомкнутым контактом пятого переключателя, а второй вывод кнопки "Пуск" соединен с общей шиной.

1594452

1594452 дыхИ 1

Выход 3

Иьцод дыход дыха дыхад

Редактор С.Пекарь

Заказ 2826

Тираж 560

Подписное

ВНИИПИ Государственного

113035

Производственно-издательский комбинат "Патен ", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

8виодд

&МОИЗ

Выход М

ВыхоЩЖ йаИ N й(хМ 22 дьнод 27 Выход 1

pbimd 9 аыхОУЭ ареала

3щаю "ЯЦ

Составитель С.Петров

Техред М.Ходаинч Корректор М.Максимиплнец комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5