Цифровой измеритель параметров

Цифровой измеритель параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. Шляндин - - - "..с, .;;-...::й "(72) Авторы изобретении

С. К. Куроедов, А. И. Мартяшин, Л. В. Орлова и

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИГЕЛЬ И, С, L

ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к технике измерения параметров двухполюсников и может быть использовано для измерения параметров, пассивных элементов электрических цепей, датчиков, кабельных линий связи.

Известен преобразователь активного сопротивления в частоту следования импульеов, который содержит мост постоянного тока на резистивных элементах, нуль-орган, выход которого соединен с входом управляемого генератора, ключи, сглаживающий конденсатор, дозируюший конденсатор и источник опорного напряжения jl) .

Недостатками этого устройства являются невозможность измерения значений индуктивностей и низкая помехоустойчивость.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости. для этого в устройство, содержащее ури резистора, два конденсатора, ключ„ :источник опорного напряжения, первая клемма которого соединена с одним иэ вывгчов первого резистора, нуль-орган, первый вход которого соединен с одним .из выводов третьего1резистора, а выход нуль-органа подключен к входу управляемого генератора, введены блок выделения помехи, элемент И, блок цифровой . индикации, четыре переключателя и катушка индуктивности, при этом один нз выводов последней соединен непосредст венно с общей шиной и через ключ - с другим выводом катушки индуктивности и с одним из неподвижных контактов первого переключателя, другой неподвижный контакт которого через второй резистор подключен к обшей шине, а подвижный контакт переключателя соединен с второй клеммой источника опорного напря-

20 жения и с подвижным контактом второго переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с другим выводом-- третьего резистора, а второй его неподвиж - =--== ный контакт соединен с одним из неподвиж =-.

691782 ных контактов третьего переключателя, подвижный контакт которого через первый конденсатор соединен с общей шиной, а другой его неподвижный контакт подключен к первому неподвижному. контакту четвертоГо переключателя и к первому входу нуль-органа, второй вход которого соединен с обшей шиной, причем вход блока цифровой индикации подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом блока вьщеления помехи и с управляющими входами третьего переключателя и ключа, а второй вход элемента И соединен с управляющим входом четвертого переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к одному из выводов первого резистора, другой вывод которого соединен с общей шиной.

HB чертеже представлена функциональная схема цифрового измерителя R, C,L параметров.

Измеритель содержит три резистора

1, 2, 3, источник опорного напряжения

4, катушку индуктивности 5, ключ 6, переключатели 7, 8, 9, 10, конденсаторы 11, 12, нуль-орган 13, блок выделе- ния помехи 14, управляемый генератор

15, элемент И 16, блок цифровой индикации 17.

Устройство работает следующим образом.

Первый переключатель 7 и второй переключатель 8 служат для переключения режимов работы измерителя. Когда переключатели 7, 8 находятся в положении «с", резисторы 1, 2 и конденсаторы 11 и 12 через переключатели 9 и 10 соответственно составляют мостовую схему.

Третий переключатель 10 управляется Щгнщ ом с выхода блока вьщеления пе-. риода=помехи 14, четвертый переключа« тель 9 управляется сигналом с выхода управляемого генератора 15. При ком мутации переключателя 10 с частотой, раЪноУ частоте помехи 5!!, емкостное плечо моста представляет собой эквивалентное сопротивление

Э1 AC где СА — емкость конденсатора 12.

Конденсатор 11 с переключателем 9 представляет собой эквивалентное сопротивление

М где С - емкость конденсатора 11, — выходная частота управляемого х генератора 15.

На вход управляемого генератора 15 п6ступает напряжение с выхода нуль-орга5 HB 1 3. Частота выходного сигнала управляемого генератора 15 изменяется до момента равенства нулю напряжения на входе нуль-органа 13, то есть в мо-!

О мент равновесия мостовой схемы условие равновесия запишется как и 1 2 х 2 4 откуда !

К fnC1%2 х д„ где 84 — сопротивление резистора 1, R2 — сопротивление резистора 2.

° Э и Из этого выражения видно, что при включении в качестве резистора 2 измеряемого сопротивления, а в качестве резистора 1 и конденсаторов 11 и 12 опорных элементов, частота Х к выходного сигнала управляемого генератора пропорциональна значению Я .

При включении в качестве конденсатора 11 измеряемой емкости, а в качестве конденсатора 12 и резисторов 1, 2 опорных элементов значение х линейх но зависит от значения емкости конденсатора 11.

Выходной сигнал управляемого генератора 15 поступает на один иэ входов элемента И, а на второй его вход поступает сигнал с выхода блока выделения помехи 14.

Количество импульсов, заполняющих

40 счетчик блока цифровой индикации 17 определяется выражением

П С1Я, Т Х Т С %

Х h 2 1 и не зависит от значения периода поме45 хи, что обеспечивает высокую помехоустойчивость. В случае работы устройства беэ помех блок выделения периода помехи может быть заменен генератором импульсов. Тогда результат измерений не будет зависить от нестабильности значения периода следования этих импульсов.

Измерение индуктивности проводится следующим образом.

Переключатели 7 и 8 переключают в положение в . Тогда мостовую схему составляют резисторы 1 и 3, катушка индуктивности 5, шунтированная ключом 6, и конденсатор 11, подключаемый через

691782 переключатель 9. Среднее значение на« пряжения на втором плече эа период управляюшего сигнала ключа 6 (период помехи) равно

4 т„

" — L J 384.. ср

Среднее значение напряжения на втором плече равно

Оср=1L Кп.

Эквивалентное сопротивление второго плеча определяется выражением cð

8

Условие равновесия мостовой схемы определяется выражением

ЕХ Р4 где R> — сопротивление резистора 3,, - индуктивность катушки 5.

Выходная частота управляемого генератора 15 определяется значением L п г

"З СЪ"4 а число импульсов в счетчике блока индикации 17 равно н= —.

"ьсР1

Формула изобретения

Цифровой измеритель Р, С, 1. параметров, содержаший три резистора,. даа конденсатора, ключ, источник опорного напряжения, первая клемма которого соединена с одним из выводов первого резистора, нуль-орган, первый вход которого соединен с одним из выводов третьего резистора, а выход нуль-органа подключен к входу управляемого генератора, отличаюшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения помехоустой5 чивости, в него введены блок выделения помехи, элемент И, четыре переключате ля, блок цифровой индикации и катушка индуктивности, при этом один из выводов последней соединен непосредственно с обшей шиной и через ключ — с другим выводом катушки индуктивности и с одним из неподвижных контактов первого переключателя, другой неподвижный контакт которого через второй резистор подключен к обшей шине, а подвижный контакт переключателя соединен с второй клеммой источника опорного напряжения и с подвижным контактом второго переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с другим выводом третьего резистора, а второй его неподвижный контакт соединен с одним из неподвижных контактов третьего переключателя, подвижный контакт которого через

25 первый конденсатор соединен с обшей шиной, а другой его неподвижный контакт подключен к первому неподвижному контакту четвертого переключателя и к пер30 вому входу нуль-органа, второй вход которого соединен с обшей шиной, причем вход блока цифровой индикации подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом блока выделе35 ния помехи и с управляющими входами .— --третьего переключателя и ключа, а второй вход элемента И соединен с управляющим входом четвертого переключателя, второй неподвижный контакт которо40 го подключен к одйому из выводов первого резистора, другой вывод которого соединен с обшей шиной °

Источники информации, 1 принятые во внимание при экспертизе

45 1. Авторское свидетельство СССР

М 391484е кл G 01 И 13/02 1974

691782

Составитель Л. Муранов

Редактор Л. Гельфман Техред Л. Апферова Корректор E. 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", г. Ужгород, ул. Проектнай, 4