Цифровой измеритель емкости или индуктивности

Цифровой измеритель емкости или индуктивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

H C A H H Е (i Я9178()

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (22) Заявлено 06.09.77 (21) 2522797/18-21 (51) М. КЛ.

G 01 R 27/26 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет

Гееударственнн1й намхтет

СССР

ho делам нзабрвтаннй н атнрктвй (5З ) УДК 6 2 1. 3 17. .73 (088.8) Опубликовано 15.10,79. Бюллетень Рй 38

Дата опубликования описания 18,10.79. °

П Б. П. Милюс и С. И. Антанайтис ф L

d7

Х Ь . ... ° с ° " 1— и (72) Авторы изобретения

Каунасский политехнический институ им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ ИЛИ ИНДУКТИВНОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении параметров радиотехнических цепей.

Известен цифровой измеритель сопротивлений потерь и емкостей конденсаторов содержащий генератор импульсов, изг мерительную схему, компаратор напряжений, генератор тактовых импульсов, триггер, генератор образцовой частоты, схему

И и электронный счетчик (11 и (2).

Его недостатком является большая динамическая погрешность при измерени- ях нелинейных емкостей, что особенно проявляется при увеличении диапазона измеряемых величин.

Целью изобретения явля тся повышение точности.

Для этого в цифровой измеритель емкости или индуктивности, содержащий генератор стабильной частоты, соединенный с. одним из входов элемента И, выход которого соединен с входом индикатора, триггер. и измерительный контур, введены

LC-генератор, пороговое устройство, два делителя частоты, дополнительный трит гер, два блока сравнения кодов, два преобразователя время-код, преобразователь

5 число-код и переключатель, причем выходы измерительного контура соответственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами переключателя, выходы которого объединены и соединены с

10 входом 4С-генератора, выход которого через пороговое устройство соединен с входом одного .из делителей частоты, вы. ход последнего соединен с первым управляющим входом триггера и с входом дру15 гого делителя частоты, выход последнего соединен с входами Сброс каждого преобразователя время-код, преобразователя . число-код и индикатора, а также с вто20 рым управляющим входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом одного из преобразователей времякод и с первым управляюш им вхо- дом дополнительного триггера, выход ко3 69

" гророго соединен с другим входом элемента И и с одним управляющим входом второго преобразователя время-код, выходы которого и выходы первого преобразователя время-код соответственно соединены свходвми блоков сравнения, выход первого блока сравнения соединен с другим управляющим входом второго преобразователя время-код и входом преобразователя число-код, выходы которого соединены с одними входами второго блока сравнения -кодов, другие входы последнего соединены с выходами первого преобразователя время-код, выход второго бдокв. сравнения кодов соединен с вторым управляю щим входом дополнительного триггера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема измерителя.

Измеритель соДержит измерительный контур 1, включающий эталонные (1,, Со) и измеряемые элементы (g C ), переключатель 2, входные койтакты 3, 4, LC-генератор 5, выход которого через йбследовательно соединенные пороговое устройство 6 и первый делитель частоты

7 пбдключен непосредственно к первому управляющему входу триггера 8, а также через второй делитель частоты 9 — к входам Сброс" индикатора 10, первого и второго преобразователей время-код

11, 12, преобразователя число-код 13 и второму управляющему входу триггера

8. Выход триггера 8 соединен с управля4 . юшим входом дополнительного триггера

14 и входом первого преобразователя время-код 11, выходы которого через первый блок сравнения кодов 15 подключены к второму преобразователю времякод 12, второй блок сравнения кодов 16 соединен с вторым управляющим входом дополнительного триггера 14. Выход триггера 14 подключен к управляющему входу второго преобразовагеля время-код

12 и элементу И 17, а выход первого устройства сравнения кодов 15 соединен с управляющим входом преобразователя число-код 13. Измеритель также содержит генератор стабильной частоты 18, выход которого через элемент И 17 под ключен к счетному входу индикатора 19„

Принцип работы измерителя в случае йзмерения ейктости конденсаторбв звкдтЬ-" чается в следующем.

Измеряемая емкость С> подключается к зажиму 4, а переключатель 2 переводится s положение 4-4. При этом к I,Cгенератору S подключается контур ЬоС», 1 781

После включения питания на выходе 1Св генератора 5 образуется син сои альный сигнал с периодом То — — 2 оС». При этом 1.С-генератор 5 может быть выполнен по схеме, обеспечивающей минимальное напряжение генеоио емого сигна45

2S

40 ла на измеряемом элементе. Сигнал с выхода,С-генератора 5 через пороговое устройство 6 поступает на вход делителя частоты 7 с коэффициентом деления равным двум. На выходе делителя частоты 7 образуются импульсы с перио- . дом повторения Т = 4трп И С, Эти имцульсы поступают на входы триггера 8 и делителя частоты 9. Коэффициент деления делителя частоты 9 выбран таким, чтобы очередной импульс на выходе делителя частоты 9 образовался после завершения всего цикла измерения. Этот импульс переводит триггер 8 в единичное состояние и в исходные состояния оба преобразователя время-код 11, 12, преобразователь число-код 13 и индикатор

10. Трщтер 8 из единичного состояния переводится в нулевое состояние передним фронтом следующего импульса с выхода делителя частоты 7. При этом форми ует-. ся импульс длительностью =2% 4оС, =Т,.

Этот импульс поступает на вход преобразователя время-код 11, на выходах которого образуется параллельный код, соответствующий длитедьности информационного импульса. Код с выходов преобразователя 11 подается на устройства сравнения кодов 15, 16 и сохраняется до следующего цикла измерения. При этом число импульсов, записанных в счетчик и соответствующих длительности информационного импульса „-, составляет: и = — + 1, где А С вЂ” период дискрети к

К зации генератора стабильной частоты 18.

Обычно выполняется условие Г>Х Г .Звдний фронт информационного импульса переводит в единичное состояние дополнительный триггер 14, выходной импульс которого открывает преобразователь время«код 12 . Преобразование длительности входного импульса в код преобразователем время-код 12 происходит до того ломента времени, пока код на выходе преобразовагеля время-код 12 не совпадет с кодом, установленным преобразователем время-код 11. В этом случае нв выходе блока сравнения кодов 15 образуется импульс, который сбрасывает преобразователь время-код 12, однако преобразование длительности входного им691 780 пульса в код продолжается, и на выходе бильной частоты, соединенный с одним из блока сравнения кодов 15 образуется се- входов элемента И, выход которой соедирия импульсов. Эти импульсы поступают нен с входом индикатора, триггер и измерина вход преобразователя число-код 13, тельный контур, о т л и ч а ю ш и йв котором они преобразуются в парал- 5 C H тем, что, с целью повышения точно лельный код. Этот код при помощи блока ти измерения, в измеритель. введены LC— сравнения кодов 16 сравнивается с .кодом генератор, пороговое устройство, два делиустановленным преобразователем время- теля частоты, дополнительный триггер, код 11, В случае совпадения кодов пре- два блока сравнения кодов, два преобразообразователей ьремя-код 11 и число-код вателя время-код, преобразователь число1(13 на выходе блока сравнения кодов 16 код и переключатель, причем выходы изобразуется импульс, который переводит мерительного контура соответственно соев нулевое состояние триггер 14 рН динены с первым, вторым, третьим и чет-.этом на вход преобразователя число-код вертым входами. переключателя, выходы .15

19 поступает число импульсов М2= К1 которого объединены и соединены с входом с периодом повторения Т - (,. .LC-генератора, выход которого через пороговое устройство соединен с входом одИмпульс с выхода триггера 14 откры- ного из делителей частоты, выход последвает элемент И 17, на вход которого

20 него соединен с первым управляющим вхопоступает сигнал с выхода генератора дом триггера и с входом другого делитестабильной частоты 18. На выходе трир- ля частоты, выход последнего соединен с pà 14 Образуется серы импульсов с входами -C6pm. каждого преобразоват периодом дискретизации генеРатоРа ста- время-код, преобразователя числс код и бильной частоты 18. Число импУльсов в 25 индикатора, а также с вторым управляю2 « Г сеРии К3 = Й Й 1 = йg Посколькуй1=д + шим входом триггера, выход которого соея динен с управляющим входом одного из той = — +4 = . Если выбРать <

7 о управляющим входом дополнительного

2 например равную 1 мкс той3= :=42 Ь,со 30 триггера, выход которого соединен с друе 4 .„0 ЯФ Где М = гим.входом элемента И и с Одним УИРа

4Ю " ГН "" " = ляюшим Входом в,ор.,о пре.бра..ва

= 0,1,2...) и = Сх. Отсюда Видно» что. время-код, выходы которого и выходы перпри соответствую|цем подборе эталонной вого преобразователя время-код соответиндуктиВности О числО импульсоВ 31 35 c TBBHHo,-(„динены с Вхо,щми блокоВ сравN постУпивших на вход индикатора 10 Рав- пения, выход первого блока сравнения соено численному значению измеряемой ем- динен с другим управляющим входом втокости С .: Рого преобразователя время-код и входом

Х*

Измерение индуктивности Ьх происхо- преобразователя число-код, выходы котодит аналогично, при этом переключатель 40 рого соединены с одними входами втор

2 переводится в положение 3-3, а эта- ro блока сравнения кодов, другие входы последнего соединены с выходами перво- лонная емкость выбирается С:- q-10 4

Ж ro преобразователя время»код, выход .

После завершениЯ всего цикла измеРениЯ, второго б ока сравнены кодов соединен состоЯшего из вРемени измер ниЯ и BPe- . 45 с вторым управляющим входом дополнимени индикации импул"с с выхода дел"- тельного три гра.теля частоты 9 переводит в исходные состояниЯ триггеР 8, преобразователи Источники информации, вРемЯ-код 1 1 » 12 ° преобразователь чис- ри тые во вниь ание при экспертизе ло--код 13 и цифровой индикатор 10. 50

Этим измеР1 тель подготавливается для . 1 „Радио 1966 )ф 1 44 дУюшего цикла измер н . 2 Валитов Р A., Сре, нский В. Н. о м ла изобр етения

Радиотехнические измерения. Сов. Рая цифровой измеритель емко-и AH и .. 616 дио, 1970, с. ТНВНооТН содержащий генератор ста»

691 780

Составитель Л. Сотникова

Редактор Л. Гельфман Техред Л. Алферова КорректоР Е, Лукач

Заказ 6207/35 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4