Устройство для контроля сопротивления

Устройство для контроля сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активных сопротивлений в электрических цепях. Цель изобретения - повышение достоверности функционирования устройства. Устройство для контроля сопротивления содержит микропроцессор 1, блок 2 оперативной памяти, блок 3 постоянной памяти, генератор 4 импульсов, первый регистр 5, второй регистр 6, цифроаналоговый преобразователь 7, первый источник 8 опорного напряжения, второй источник опорного напряжения, компаратор 10, первый электронный ключ 11, второй электронный ключ 12, блок 13 считывания информации, блок 14 индикации, контролируемый резистор 15, первый блок 16 электронных ключей, второй блок 17 электронных ключей, первый операционный усилитель 18, второй операционный усилитель 19, третий операционный усилитель 20, четвертый операционный усилитель 21, пятый операционный усилитель 22, регисторы 23-29, стабилитрон 30. Кроме того, устройство содержит интерфейс с шиной 33 данных, шиной 34 адреса, шиной 35 управления. Повышение достоверности функционирования устройства достигается за счет оперативного обнаружения места неисправности в устройстве с точностью до функционально законченного блока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 G 01 R 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4310580/24-21 (22) 29.07.87 (46) 30.09.90. Бюл. Р 36 (72) В.Н. Пуцков, В.Е. Николаенко, Н.Н. Новиков и В.К. Альмамбетов (53) 621.316(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1029102, кл. G 01 R 27/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 779913, кл. G 01 R 27/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активных сопротивлений в электрических цепях.

Цель изобретения — повышение достоверности функционирования устройства.

Устройство для контроля сопротивления содержит микропроцессор 1, блок

2 оперативной памяти, блок 3 постоянной памяти,. генератор 4 импульсов, первый регистр 5, второй регистр 6, .цифроаналоговый преобразователь 7, первый источник 8 опорного напряжения, второй источник 9 опорного напряжения, компаратор 10, первый электронный ключ 11, второй электронный

1596273 ключ 12, блок 13 считывания информации, блок 14 индикации, контролируемый резистор 15, первый блок 16 электронных ключей, второй блок 17 электронных ключей, первый операционный усилитель 18, второй операционный усилитель 19, третий операционный усилитель 20, четвертый операционный усилитель 21, пятый операционный уси- 10 литель 22, резисторы 23-29, стабилиИзобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для измерения активных сопротивлений в электрических цепях.

Целью изобретения является повыше- 20 ние достоверности функционирования устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для контроля сопротивлений. 25

Устройство содержит микропроцессор 1, блок 2 оперативной памяти, блок 3 постоянной памяти, генератор 4 импульсов, первый регистр 5, второй регистр 6, цифроаналоговый преобразо- 3О ватель 7, первый источник 8 .опорного напряжения, второй источник 9 опорного напряжения, компаратор 10 первый электронный ключ 11, второй электрон". ный ключ 12, блок 13 считывания информации, блок 14 индикации, контролируемый резистор 15, первый блок 16 электронных ключей, второй блок 17 электронных ключей, первый операционный усилитель 18, второй операцион- 4р ный усилитель 19, третий операционный усилитель 20, четвертый операционный усилитель 21, пятый операционный усилитель 22, первый блок 23 резисторов, второй блок 24 резисторов, . 45 первый резистор 25, второй резистор

26, третий резистор 27, четвертый резистор 28, пятый резистор 29, ста" билитрон 30, шестой 31, седьмой 32 резисторы, интерфейс, содержащий шину 33 данных, шину 34 адреса, шину 35 управления, входы 36-39 блока считывания информации.

Входы и выходы блоков оперативной

2 и постоянной 3 памяти соединены с соответствующими информационными входами микропроцессора 1, синхронизирующий вход которого подключен к трон 30. Кроме того, устройство содержит интерфейс с шиной 33 данных, шиной 34 адреса, шиной 35 управления.

Повышение достоверности функционирования устройства достигается за счет оперативного обнаружения места неисправности в устройстве с точностью до функционально законченного блока.

1 ил. генератору 4 импульсов, выход цифроаналогового преобразователя 7 соединен со вторым входом компаратора 10, первые выходы первого регистра 5 подключены к управляющим входам первого

16 и второго 17 блоков электронных. ключей, первый выход первого блока 16 электронных ключей соединен с первым входом первого операционного усилителя 18, первый выход второго блока 17 электронных ключей соединен с первым входом второго операционного усилителя 19, второй выход первого блока,16 электронных ключей соединен с первым зажимом контролируемого резистора 15, второй зажим которого соединен с первым входом второго операционного усилителя 19, выход которого подключен к своему второму входу и через первый резистор 25 — к первому входу третьего операционного усилителя 20, выход которого через второй резистор 26 соединен с его входом, к которому подключен пятый резистор 29, третий 27 и четвертый

28 резисторы соединены последовательно, шестой 31 и седьмой 32 резисторы соединены последовательно, параллельно седьмому резистору 32 соединен стабилитрон 30. Выходы микропроцессора 1 через шины адреса 34, управления 35 и данных 33 соединены с соответствующими входами первого 5 и второго 6 регистров, блока 13 считывания информации и блока 14 индикации, выходы второго регистра 6 соединены с управляющими входами цифроаналогового преобразователя 7, информационный вход которого соединен с выходом второго источника 9 опорного напряжения, второй выход первого регистра 5 соединен с управляющим входом первого электронного ключа 11, а третий выход — с управляющим вхо50

5 159627 дом второго электронного ключа 12, вы. ходы первого 11 и второго 12 электрон. ных ключей соединены с первым входом компаратора 10, выход которого подключен к первой точке шестого резисто- .

5 ра 31, вторая точка которого подключена к информационному входу 36 блока 13 считывания информации, выход первого источника 8 опорного напряжения соединен с входом первого электронного ключа 11 и с первыми точками первого блока 23 резисторов, вторые точки которых соединены с входами первого блока 16 электронных ключей, вто-15 рые точки второго блока 24 резисторов подключены к входам второго блока 17 электронных ключей, второй выход которых соединен с первым входом четвертого операционного усилителя 21, вы- 20 ход которого подключен к первой точке третьего резистора 27, выход пятого операционного усилителя 22 подключен к первой точке пятого резистора 28, выход третьего операционного 25 усилителя 20 соединен с входом второго электронного ключа 12.

Устройство работает следующим, образом.

С подачей питания на устройство 3О осуществляется автоматический пуск микропроцессора 1, который переходит к выполнению специальной программы

"Начальный пуск" блока 3 постоянной памяти. По этой программе вначале

35 происходит проверка работоспособности микропроцессора 1, блока 3 постоянной памяти, регистров 5 и 6.

После выполнения программы "начального пуска" микропроцессором 1 4g определяется режим измерения, При считывании микропроцессором 1 первого режима измерения осуществляется проверка схемы сравнения напря«ни«о„-, ." » « tM напряжением 45

Схема сравнения напряжения включает в себя источник 8 опорного напряжения, источник 9 опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь 7, компаратор напряжений 10, электронный ключ 11.

3 6 диапазонов измерения устройства, электронных ключах 16-! — 16-4, обеспечивающих выбор заданного диапазона измерения, эталонных резисторах

24-1 — 24-4 и электронных ключах

17-1 — 17-4, обеспечивающих достоверность функционирования устройства в каждом из диапазонов, электронном ключе 16-5, предназначенном для подключения к генератору тока измеряемого сопротивления 1S.

Источник 9 опорногэ напряжения предназначен дпя питания цифроаналогового преобразователя 7 эталонным напряжением U, Цифроачалоговый преобразователь 7 предназначен для формирования различных по величине эталонных напряжений на втором входе компаратора 10.

Величина эталонного напряжения определяется кодом, поступающим на цифроаналоговый преобразователь 7 с регистра 6.

Компаратор 10 обеспечивает сравнение величины напряжения источника 8 опорного напряжения, либо U с эталонным напряжением, формируемым цифроаналоговым преобразователем 7, и выдачу сигнала о результате сравнения в блок 13 считывания информации, Электронный ключ 11 обеспечивает подключение источника опорного напряжения 8 к входу компаратора 10 для контроля его величины, Это осуществляется в каждом цикле измерения сопротивления. Оперативный контроль источника 8 обеспечивает подтверждение правильности функционирования схемы сравнения и его точностных характеристик. Для измерения U „ используется метод поразрядного кодирования.

Реализация этого метода осуществляется микропроцессором t по специальной программе, блока 3 постоянной памяти путем задания в цифроаналоговый преобразователь 7 соответствующего кода и анализа результата сравнения, поступающего с компаратора 10 на каждом шаге кодирования микропроцессором 1.!

Источник опорного напряжения 8 предназначен для питания генератора тока, построенного на операционном 55 усилителе 18, резисторах 23-1 — 23-4, обеспечивающих требуемый ток обтекания измеряемого сопротивления резистора 15 и определяющих количество

Проверка схемы сравнения осуществляется путем измерения напряжения источника опорного напряжения 8, поступающего на первый вход компаратора 10 через включенный электронный ключ 11. После контроля функционального состояния и точностных характе1596273 ристик схемы сравнения электронный ключ 11 отключается и выдается команда на включение электронного ключа 12, одного из ключей 16-1 — 16-4 и подключение эталонных резисторов с помощью соответствующих ключей 17-1

17-4.

Формирование команды на включение ключа 12 осуществляет схема управления, состоящая иэ генератора 4 импульсов, микропроцессора 1, блока 3 постоянной памяти, блока 2 оперативной памяти, регистра 5 управления ключами 16 и 17, регистра 6 управления цифроаналоговым преобразователем, блока 13 считывания информации, блока 14 индикации, Генератор 4 импульсов предназначен для формирования импульсов такто- 2< вой частоты, поступающих в микропроцессор 1, который обеспечивает управление работой всего устройства и выполняет различные вычислительные операции в соответствии с программой 25 измерения сопротивления резистора 15.

Блок 3 постоянной памяти обеспечивает хранение программы измерения сопротивления резистора 15, а в блоке 2 оперативной памяти хранятся про- 30 межуточные результаты арифметических вычислений и результатов измерений.

Регистры 5 и 6 предназначены для хранения программно заносимой управляющей информации (кода ) и форми- 35 рования сигналов на переключение соответствующих электронных ключей и требуемых разрядов цифроаналогового преобразователя 7.

Блок 13 считывания информации прep 40 назначен для приема сигналов от схемы управления и с компаратора 10 по двум разрядам.

Блок 14 индикации запоминает и выдает на.индикацию результаты измере- 45 ния и функционального состояния узлов устройства.

Интерфейс, включающий шины данных

33, шины адреса 34, шины управления

35, служит для передачи требуемой ин- формации в требуемом направлении.

Кроме того, схема управления осуществляет контроль величины эталонного напряжения, формируемого на выхо-, де преобразователя сопротивления в напряжение 11„с„ 11„, Этот преобраэова-.

55 тель обеспечивает преобразование величины измеряемого сопротивления R> в соответствующую ему величину постоянного напряжения U „ . Напряжение

+U<<> связано с измеряемым сопротивлением R „, зависимостью асср

К=

1 где К; сопротивление резистора 23-1 или 23-2, или 23-3, или 23-4 в зависимости от выбранного диапазона измерения. Подключение +U к компаратопсн ру 10 с целью его измерения осуществляется электронным ключом 12.

После контроля правильности функционирования преобразователя сопротивления в напряжение на заданном диапазоне микропроцессор 1 записывает в регистр 5 код, который обеспечивает отключение соответствующего эталонного резистора, Затем микропроцессор 1 записывает код в регистр 5, обеспечивающий включение ключа 16-5,- т.е. происходит подключение резистора 15 (R„) и ключа 17-5 к входам преобразователя сопротивления в напряжение, выход которого подключается ключом 12 к входу компаратора 10 (те. на вход компаратора поступает U < =U „ ц) .

После этого схема сравнения напряжения (состав которой был рассмотрен выше) по программе, записанной в блоке 3 постоянной памяти и при помощи микропроцессора 1, осуществляет преобразование U „ „ в двоичный код.

Процесс контроля сопротивления R „ осуществляется в N раз.

Результаты преобразований размещаются в блоке 2 оперативной памяти и обрабатываются в микропроцессоре 1 с целью исключения влияния случайных факторов на результат измерения и грубых промахов измерений.

Результат измерения определяется микропроцессором 1 как сумма наиболее близко стоящих результатов измерений, деленных на количество проведенных измерений (происходит усреднение результата). Усредненный результат записывается микропроцессором 1 в блок 2 оперативной памяти. Полученный результат соответствует усредненному значению контролируемого сопротивления Rq значение которого микропроцессор 1 выдает на блок 14 индикациие

Далее микропроцессор 1 по программе блока 3 постоянной памяти выдает

1596273

10 команды на приведение блоков устройства в исходное состояние и вновь переходит к считыванию с блока 13 считывания информации кода режима рабо5 ты и к выполнению программы в соответствии с кодом этого режима.

Если величина RII заранее не известна и заранее не может быть отнесена к какому-либо диапазону измерения, то контроль осуществляется во втором режиме.

Работа устройства в этом режиме осуществляется следующим образом.

После проведения проверки устройст 15 ва по программе "начального пуска" и опроса режима измерения в блоке 13 в случае считывания второго режима работы осуществляется подключение контролируемого резистора 15 к преоб- 20 разователю сопротивления напряжения.

Это осуществляется путем включения электронных ключей 16-5, 12, 16-4 и 17-5 и измерения Rz с целью определения принадлежности Rä к данному диа-25 пазону измерения, т. е. вначале выбирается диапазон для измерения максимальных сопротивлений. Если измеренное сопротивление лежит в пределах включенного диапазона, то после этого осу-3О ществляется подтверждение правильности функционирования устройства в найденном диапазоне.

Для этого микропроцессор 1 записывает в регистр 5 код, обеспечиваю35 щий отключение сопротивления К IIyтем размыкания ключа 16-5. После этого осуществляется проверка правильности функционирования преобразователя сопРотивления напРяжения. Провер 4О ка осуществляется аналогично тому, как было описано в первом режиме.

Дальнейшая обработка результата измерения, выдача результата измерения на индикацию и переход на Кача 45 ло программы измерений осуществляется аналогично описанному в первом режиме. (Если измеренное сопротивление не лежит в пределах включенного диапазо<П то про11а м — иьм. мин.диапаьонм исходит отключение включенного диапазона (отключение ключа 16-4) и включение следующего диапазона вкдючением ключа 16-3. После анализа и подтверждения выполнения рассмотренного условия в данном диапазоне. происходит отключение включенного диапазона (отключение 16-3) и включение ключа 16-2.

В случае выполнения указанного ус-, ловия на всех диапазонах измерения производится измерение Rz в диапазоне с наименьшей величиной измеряемых сопротивлений (включение ключа 16-1) .

После измерения R „в диапазоне с наименьшими величинами измеряемых сопротивлений в устройстве осуществляется проверка функционирования преобразователя сопротивления нагряжения в данном диапазона. Проверка осуществляется аналогично тому, что было описано в первом режиме, Преимущество устройства заключается в повышении достоверности функционирования преобразователя сопротивления в напряжение на величину, пропорциональную вероятности выхода из строя элементов за счет введения эталонных резисторов 24-1 — 24-4 и электронных ключей 17-1 — 17-4, повышении достоверности функционирования цифроаналогового преобразователя на величину, пропорциональную вероятности выхода из строя элементов, входящих в состав цифроаналогового преобразователя, за счет введения источника 8 опорного напряжения и электронного ключа 11, Формул а изобретения

Устройство для контроля сопротивления, содержащее а кропроцессор, блок постоянной памяти, генератор импульсов, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй блоки электронных ключей, первый регистр, первый и второй блоки резисторов, три операционных усилителя, блок индикации, семь резисторов, компаратор, стабилитрон, причем входы и выходы блоков оперативной и постоянной памяти соединены с соответствующими информационными входами микропроцессора, синхронизирующий вход которого соединен с генератором импульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом компаратора, первые выходы первого регистра соединены с соответствующими управляющими входами первого и второго блоков электронных ключей, первый выход первого блока электронных ключей соединен с первым входом первого операционного усилителя, первый выход второго блока электронных ключей

1596273

Составитель Д. Чучелов .

Техред Л. Олийнык Корректор Л. Патай

Редактор Н. Горват

Заказ 2907 Тираж 558 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по„изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 соединен с первым входом второго операционного усилителя, второй выход первого блока электронных ключей соединен с первым выводом контролируемого резистора, второй вывод которого соединен с первым входом второго операционного усилителя, выход которого соединен со своим вторым входом.и через первый резистор " с первым входом третьего операционного усилителя, выход которого через второй резистор соединен с его первым входом,к которому подключен пятый резистор, третий и четвертый резисторы соединены последовательно, шестой и седьмой резисторы соединены последовательно, параллельно седьмому резистору включен. стабилитрон, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены второй регистр, первый и второй источники опорного напряжения, четвертый и пятый операционные усилители, блок считывания информации, причем выходы микропроцессора через шины адреса, управления и данных сое" динены с соответствующими входами первого и второго регистров, блоком считывания информации и блоком индикации, выходы второго регистра соединены с управляющими входами цифроаналогового преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом второго источника опорного напряжения, второй выход первого регистра соединен с управляющим входом первого электронного ключа, а третий выход— с управляющим входом второго электронного ключа, выходы первого и второго. электронных ключей соединены с первым входом компаратора, выход которого соединен с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с информационным входом блока считывания информации, выход первого источника опорного напряжения соединен с входом первого электронного ключа и с первым зажимом первого блока резисторов, вторые выводы которых второго блока резисторов соединены с соответствующими входами второго блока электронных ключей, второй выход которых соединен с первым входом четвертого операционного усилителя, 25 выход которого соединен с первым выводом третьего резистора, выход пятого операционного усилителя соединен с первым выводом пятого резистора вы1

Э ход третьего операционного усилителя соединен с входом второго электронного ключа.