Устройство для измерения сопротивления

Устройство для измерения сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в электроизмерительной технике для измерения сопротивления. Сущность изобретения: устройство для измерения сопротивлений содержит источник опорного тока, резистивный делитель, переключатель , управляемый делитель напряжения , анэлого-цифровой преобразователь, вычислительный блок, блок управления. Увеличение быстродействия и расширение области применения достигаются использованием АЦП параллельного типа и возможностьюизмерения активного сопротивления цепей, содержащих реактивные элементы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РГ СГ1УВ ЛИК

lsI>s 6 01 и 27/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ llATFHTHOF.

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4833802/21 (22) 01.06,90 (46) 30.04.93. Бюл. N- 16 (71) Самарский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) К.Л.Куликовский, В,С.Мелентьев, В.С.Баскаков, B.Ñ.ØóòîB, А.А.Соколов, А.А. Сафонов (56) Авторское свидетельство СССР

1ч 847225, кл. 6 01 R 27/00, 1981, Авторское свидетельство СССР

М 1649468, кл. G 01 R 27/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля параметров элементов электрических цепей, измерительных приборах универсального и специального назначения.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и расширение области применения за счет измерения активного сопротивления цепей. содержащих реактивные элементы, На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема блока управления; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг, 4 — схема алгоритма работы вычислительного блока.

Устройство для измерения сопротивления (фиг. 1) содержит источник опорного тока 1, резистивный делитель 2, переключатель 3, управляемый делитель напряжения

4, аналого-цифровой преобразователь 5, вычислительный блок 6, блок управления 7, причем резистивный делитель 2 состоит из

„„ „„1812522 А1 (57) Использование: в электроизмерительной 1ехнике для измерения сопротивления.

Сущность изобретения: устройство для измерения сопротивления содержит источник опорного тока, резистивный делитель, переключатель, управляемый делитель напряжения, аналого-цифровой преобразователь, вычислительный блок, блок управления.

Увеличение быстродействия и расширение области применения достигаются использованием АЦП параллельного типа и возможностью измерения активного сопротивления цепей, содержащих реактивные элементы. 1 з,п, ф-лы, 4 ил. последовательно соединенных измеряемого Rx и образцового R< резисторов, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, первый выход блока управления 7 соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения 4, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 5, выход которого соединен с информационным входом вычислительного блока 6, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления 7, третий выход которого соединен с управляющим входом переключателя 3, первый вход которого соединен с выходом источника опорного тока 1 и первым выводом резистивного делителя 2, третий вывод которого соединен с вторым входом переключателя 3, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя напряжения 4, вход начальной установки вычислительного блока 6 объединен с первым входом блока управления 7 и является входом "Пуск"

1812522 устройства, второй вход блока управления 7 является входом "Сброс" устройства.

Блок управления 7 (фиг. 2) содержит Dтриггеры 8, 9 и 10, элементы И 11, 12 и 13, элемент ИЛИ 14, генератор импульсов 15, выход которого соединен с вторым входом элемента И 11, первый вход которого соединен с прямым выходом D-триггера 8, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ 14, первый вход которого является первым входом блока управления 7; второй вход элемента ИЛИ 14 соединен с выходом элемента И 13, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 12, входом синхронизации Dтриггера 9, выходом элемента И 11 и является вторым выходом блока управления 7, прямые выходы 0-триггеров 9 и 10 соединены соответственно с первыми входами элементов И 12 и 13 и являются соответственно первым и третьим выходами блока управления 7, инверсные выходы каждого D-триггера соединены соответственно с информационным входом каждого D-триггера, входы установки нуля которых объединены и являются вторым входом блока управления 7.

Устройство для измерения сопротивления работает следующим образом.

По команде "Сброс" на прямых выходах

D-триггеров 8, 9 и 10 устанавливается сигнал логического "0". Этот сигнал поступает с выхода триггера 8 на вход элемента И 11 и препятствует прохождению импульсов с генератора 15 через элемент И 11. Сигналы логического "0" с выходов триггеров 9 и 10 поступают на управляющий вход управляемого делителя напряжения 4, коэффициент деления которого устанавливается равным

1/2, и на управляющий вход переключателя

3, который подключает среднюю точку резистивного делителя 2 к входу управляемого делителя напряжения 4.

По команде "Пуск" вычислительный блок 6 переходит к началу выполнения программы.

По заднему фронту импульса, поступающего на клемму "Пуск" устройства, на прямом выходе D-триггера 8 устанавливается сигнал логической "1", который открывает элемент И 11 для прохождения импульсов с генератора 15, Иа выходе управляемого делителя напряжения 4 устанавливается напряжение

01 = 0 ц + loRo/2, где 4 — ток на выходе источника опорного тока 1; U

U3 = UcM+ lo(Ro+ Rx)/2.

Аналого-цифровой преобразователь 5

45 преобразует напряжение Оз в код Мз = КОз.

Третий импульс с выхода элемента И 11 (момент времени тз на фиг. 3) поступает на управляющий вход вычислительного блока

6, формируя запрос на ввод, и код йз запи50 сывается в вычислительный блок 6. Одновременно этот импульс поступает через открытый элемент И 13 и элемент ИЛИ 14 на вход синхронизации 0-триггера 8, По заднему фронту этого импульса на

55 выходе 0-триггера 8 устанавливается сигнал логического "0", который препятствует прохождению импульсов с генератора 15 через элемент И 11.

В вычислительном блоке формируется код

Аналого-цифровой преобразователь 5 преобразует напряжение 01 в код N > = KU, где К вЂ” коэффициент преобразования АЦП 5.

Первый импульс с выхода элемента И 11 (момент времени t< на фиг. 3) поступает на управляющий вход вычислительного блока

6, формируя запрос на ввод, и код N> с выхода АЦП 5 записывается в вычислительный блок 6.

По заднему фронту этого импульса на выходе 0-триггера 9 устанавливается сигнал логической "1", который поступает на управляющий вход управляемого делителя напряжения 4, коэффициент деления которого устанавливается равным 1/1.

На выходе управляемого делителя напряжения 4 устанавливается напряжение

Ug = UcM + IoRo. АНаЛОГО-ЦИфРОВОй ПРЕОбРазователь 5 преобразует напряжение Uz в код N2 = KUz.

Второй импульс с выхода элемента И 11 (момент времени tz на фиг. 3) поступает на управляющий вход вычислительного блока

6, формируя запрос на ввод, и код Nz c выхода АЦП 5 записывается в вычислительный блок 6;

Одновременно этот импульс поступает через открытый элемент И 12 на вход синхронизации О-триггера 10.

По заднему фронту этого импульса на выходе 0-триггера 9 устанавливается сигнал логического "0", который устанавливает коэффициент деления управляемого делителя напряжения 4 равным 1/2; а на выходе

0-триггера 10 устанавливается сигнал логической "1", который подключает вход делителя 2 к входу управляемого делителя напряжения 4.

На выходе управляемого делителя напряжения 4 устанавливается напряжение

1812522

Иэ,— И1 К u3 — К И1

Nz- N1 KUz — KU1

М (U + IORp)

Rx о пропорциональный измеряемомусопротивлению Rx. 10

Управляемый делитель напряжения 4 может быть выполнен на основе программируемого усилителя. В качестве аналогоцифрового преобразователя 5 используется . параллельный АЦП. В качестве вычислительного блока 6 может быть использована микроЭВМ или специальное программноуправляемое вычислительное устройство, Частота следования импульсов f»< с генератора 15 должна быть такой; чтобы

1имп = top, где напр — время преобратимп зования аналого-цифрового преобразователя 5. Длительность импульса taan. поступающего на клемму "Пуск" устройства, выбирается такой, чтобы taao top.

Предлагаемое устройство обладает более высоким быстродействием по сравнению с. устройством-прототипом. Время измерения в устройстве-прототипе складыВавтСЯ ИЗ ДВУХ ИНтЕРВаЛОВ (1Э вЂ” tZ) И (t1 — to) и равно

Тизм1 = (t3 tz) + (t1 to) =

KUoRx т.е. зависит от соотношейия между измеряемым Rx и образцовым Rp резисторами. ве.. личины порога срабатывания . Оп генераторного порогового блока, величийы напряжениФ Uo с источника опорного на- „ пряженйя и йостоянной времени интегрирования интегратора. При достаточно .

ТОЧНЫХ ИЭМЕРЕНИЯХ СОПРОТИВЛЕНИЯ Тизм.1 составляет милисекунды.

8 предлагаемом устройстве время из мерения определяется, в основном, време- 45 нем преобразования top аналого-цифрового

ПРЕОбРаЗОВатЕЛЯ И РаВНО Тизм.г=З 1пр. ПРИ .. достаточно точных йзмерениях сопротивления и использовании АЦП параллельного типа Тизм,2 составляет десятки наносекунд. . Таким .образом, быстродействие предлагаемого устройства более чем в 10 — 10 раэ выше по сравнению с устройством-прототипом, Кроме того, предлагаемое устройство имеет более широкую область применения, т.к. позволяет измерять активные сопротивления цепей, содержащих реактивные элементы, например, сопротивление обмоток трансформаторов постоянному току. Устройство-прототип не обладает такой воэможностью, т.к. в нем на резистивный делитель подается линейно изменяющееся напряжение.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения сопротивления, содержащее управляемый делитель напряжения, переключатель и реэистивный делитель, состоящий иэ последовательно соединенных измеряемого и образцового резисторов, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения области применения за счет измерения активного сопротивления цепей, содержащих реактивные элементы, в него введены источник опорного тока, аналого-цифровой преобразователь, вычислительный блок и блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом управляе- мого делителя напряжения, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом вычислительного блока, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом переключателя, первый вход которого соединен с выходом источника опорного тока и первым выводом реэистивного делителя, третий вывод которого соединен с вторым входом переключателя, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя напряжения, вход начальной установки вычислительного блока объединен с первым входом блока управления и является входом

"Пуск" устройства, второй вход блока управления является входом "Сброс" устройства.

2.Устройство по и. 1, отл и ча ю щеес я тем, что блок управления содержит первый, второй и третий D-триггера, первый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ и генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход которого соединен с прямым выходом первого 0-триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого является первым входом блока управления, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента № второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И, входом синхронизации второго D-триггера, выходом первого элемента И и является вторым выходом блока управле1812522

"Пуск 3ьяиск g yappy.

Био@ делит налрМ

Мnepee. т ния, прямые выходы второго и третьего Dтриггеров соединены соответственно с первыми входами второго и третьего элементов

И. и являются соответственно первым и третьим выходами блока управления, инверсные выходы каждого О-триггера соединены соответственно с информационным входом каждого О-триггера, входы установки нуля которых объединены и являются вто5 рым входом блока управления, 1812522

"Пуск"

Выход управл. двлит.напряк.

Фиг.3

Редактор

Заказ 1574 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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

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

Вых.генер. шп. I5

"Сброс"

Запрос на ввод

Уравл. вхо4д

Управл. вход перекл. 3

Фиг. 4.Составитель В. Мелентьев

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец