Устройство для контроля параметров электрических схем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 4 С О К 3/2 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ А ВТОРСНОМ Элект82,трики-по СССР 1983.СССР 1979. НТРОЛЯ ПАРАМЕ ится к контехнике. Может змерения уровческих цепях СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ(57) Изобретение отнорольно-измерительнойбыть использовано дляня напряжения в элект бесконтактным способом. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. В устройство, содержащее щуп 1, неинвертирующий усилитель 2, дешифратор 5, блок 6 индикации, для достижения цели введены буферный регистр 4, аналого-цифровой преобразователь 3, элементы 7, 8 задержки, формирователи 9, 10 импульсов, новые связи. Щупсодержит металлическую пластину 11 с нанесенным на нее слоем 12 сегнетоэлектрика, электроды 13, 14. Толщина сегнетоэлектрического слоя 12 выбирается не превышающей равновесной ширины домена (т.е. равна 60-100 мкм). В Расстояние между пластиной 11 и . электродами 13, 14 в зависимости от конструкции щупа 1 определяется ми- С нимальной электрической прочностью среды при наихудшем сочетании задан" ных техническим заданием условийф эксплуатации. 1 ил, МИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения уровня напряжения в электрических цепяхбесконтактным способом. 5Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерениязначения уровня напряжения без непосредственного контакта с контроли- Оруемой электрической цепью,На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит щуп 1, неинврртирующий усилитель 2, аналогоцифровой преобразователь 3,.буферныйрегистр 4, дешифратор 5, блок 6 индикации, первый 7 и второй 8 элементы задержки, первый 9 и второй 10формирователи импульсов. 20Щуп 1 содержит металлическую плас.тину 11 с нанесенным на нее слоем 12сегнетоэлектрика, первый 13 и второй14 электроды,Неинвертирующий усилитель 2 соединен входом с выходом щупа 1, дешифратор 5 соединен, выходами с входами блока 6 индикации.Выход неинвертирующего усилителясоединен через аналого-цифровой преобразователь 3 с информационными входами буферного регистра 4, через первый элемент 7 задержки - с запускающим входом первого формирователя 9импульсов, соединенного блокирующим З 5,входом через последовательно соединенные второй формирователь 10 импульсов и второй элемент задержки с выходом первого формирователя 9 импульсов, синхровходом буферного регистра 4 и вторым выходом щупа 1, соединенного третьим выходом с общей шиной устройства. Выходы буферного регистра 4 соединены с входами дешифратора 5. В щупе 1 на металлическую . 45пластину 11 нанесен слой 12 сегнетоэлектРика - полупроводника, с двумяторцовыми поверхностями которого контактируют соответственно первый 13и второй 14 металлические электроды, 50изолированные от металлической пластины 11, металлическая пластина 11,первый 13 и второй 14 металлические электроды являются соответственно первым, вторыми третьим выходамищупа 1Устройство работает следующим образом. При включении питания устройствав момент установки формирователя 9импульсов, например одновибратора, висходное состояние с нулевым уровнемна выходе из-за несимметричностивходных и выходных импедансов, входящих в него элементов ИХИ-НЕ, на выходе формирователя 9 формируется импульс положительной полярности, который через электрод 13 поступает наслой 12 сегнетоэлектрика и приводитего в исходное состояние, В этом состоянии вектор поляризации доменовслоя 12 ориентируется параллельно рабочей поверхностя слоя 12. Толщинасегнетоэлектрического слоя 12, выполненного иэ сегнетоэлектриков типаВаТ 10 З, ВаЕгО, РЬТ 10, РЬЕгО выбирается не превышающей равновесной ширины домена (т.е, равна 60-100 мкм),расстояние между пластиной 11 и электродами 13 и 14 в зависимости от конструкции щупа 1 определяется минимальной электрической прочностью воздуха (или иной среды) при наихудшемсочетании заданных техническим заданием условий эксплуатации,Площадь пластины 11 определяетсяразмером контактных площадок, потенциал на которых измеряется.Для приведения устройства в исходное состояние задается установочный сигнал на регистр 4, после чегов нем записывается код 0000 (цепиустановки не показаны).При поднесении щупа 1 к контактной площадке, потенциал которой требуется измерить, между контактнойплощадкой и пластиной 11 щупа 1 возникает электрическое поле, направленное перпендикулярно рабочей поверхности слоя 12 и вектору поляризациисегнетоэлектрика,При этом имеет место переориентация вектора поляризации иэ состояния,параллельного рабочей поверхностислоя 12, которое представляет собойлокальный энергетический минимумдля сегнетоэлектрического материала(так называемое а-доменное состояние) в более энергетически выгодное(абсолютный энергетический минимум)С-доменное состояние, перпендикулярное рабочей поверхности слоя12. Толщина слоя 12 сегнетоэлектрика не превышает равновесную ширинудомена, слой представляет собой двумерную структуру доменов ширинойЗадержанный на необходимое время элементом 7 переходный фронт положительного импульса с выхода усилителя 2 запускает формирователь 9, который формирует на выходе передний фронт положительного синхроимпульса, стробирующий запись кода с выходов преобразователя 3 в регистр 4. Записанный в регистр 4 код преобразуется дешифратором 5 к виду, удобному, 55 для индикации, и индицируется блоком 6 индикации, его считывает оператор. Передний фронт положительного 50 в один домен, заряд, индуцируемый под воздействием переполяризации сег 1- нетоэлектрика в этом случае пропорционален измеряемому потенциалу. Переполяризация обусловливает возникновение тока во входной цепи усилителя 2 и импульса напряжения на его входе положительной полярности относительно электрода 14. Амплитуда импульса пропорциональна измеряе мому потенциалу,Усилитель 2 усиливает и формирует амплитуду входного импульса, которая преобразуется преобразователем 3 в код и подается на информа ционные входы регистра 4.Запись информации в регистр 4 может быть произведена только при появлении синхроимпульса положительной полярности на его синхровходе, 10 поступившего с выхода формирователя 9 импульсов. Этим же синхроимпульсом приводится в исходное состояние слой 12 сегнетоэлектрика; чтобы не сбросить слой 12 сегнетоэлектрика в исходное состояние еще до окончания в нем релаксационного процесса, связанного с измерением потенциала контролируемой электрической цепи, необходимо задержать формирование положительного импульса на выходе формирователя 9 на время релаксации слоя 12. В противном случае слой 2 не успеет полностью переполяризоваться и результат измерения будет неточен..Элемент 7 задержки задерживает фронт положительного импульса, формирующегося на выходе усилителя 2, на время, необходимое для окончания ре лаксации слоя 12 и для срабатывания после окончания релаксации преобразователя 3, что обеспечивает достоверность результата записываемого в регистр 4.45 импульса с выхода формирователя 9 поступает через электрод 13 на слой 12и приводит его в исходное состояние,подготавливая устройство к следующемуизмерению. При переводе слоя 12 висходное состояние на входе усилителя2 формируется импульс отрицательной полярности. По этой и другим причинам на входе усилителя 2 и на еговыходе может сформироваться сигнал /помехи, который, пройдя через преоб.разователь 3 на регистр 4, исказитрезультат измерения. Для исключениявлияния помех передний фронт положительного импульса с выхода формирователя 9, пройдя через элемент 8задержки, запускает формирователь 1 Оимпульсов, который положительнымимпульсом блокирует выходной сигналформирователя 9, обращая его в ноль,что приводит к формированию заднегофронта положительного импульса на выходе формирователя 9.В результате длительность положительного импульса на выходе формирователя 9 определяется временем задержки элемента 8, которое выбирается таким, чтобы длительность импульса на выходе формирователя 9 быладостаточна для приведения слоя 12 висходное состояние.Длительность импульса формирователя 1 О должна обеспечить блокирование формирователя 9 на все времяокончания переходных процессов в усилителе 2, преобразователе 3 и слое12 при приведении слоя 12 в исходное состояние,Таким образом, за счет введенияаналого-цифрового преобразователя3, регистра 4, элементов 7 и 8 за-,держки и формирователя 9 и 10 импуль,сов и выполнения щупа 1 обеспечивается воэможность бесконтактногоконтроля величины уровня напряженияв электрических цепях, что расширяет функциональные возможности устройства. Формула изобретенияУстройство для контроля параметров электрических схем содержащее неинвертирующий усилитель, соединенный входом с первым выходом щупа, дешифратор, соединенный выходами с входами блока индикации, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фунциональных возСоставитель В.Дворкин Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов Редактор Н.Данкулич Заказ 4820/46 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 3можньстей устройства эа счет обеспечения возможности измерения значения уровня напряжения без контакта с контролируемой электрической цепью, в него введены буферный ре.- гистр, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй элементы задержки, первый и второй формирователи импульсов, щуп содержит металлическую пластину, слой сегнетоэлектрика и два электрода, причем выход неинвертирующего усилителя соединен через аналого-цифровой преобразователь с информационными входами буферного регистра, через первый элемент задержки - с запускающим входом первого формирователя импульсов, соединенного блокирующим входом через последовательно соеди 2559 1 Ьненные второй формирователь импульсов и второй элемент задержки с выходом первого формирователя импуль"сов, синхровходом буферного регистра и вторым выходом щупа, соединенного третьим выходом с общей шиной устройства, выходы буферного ре.гистра соединены с входами дешифратора, а в щупе на металлическую10 пластину нанесен слой сегнетоэлектрика - полупроводника с двумя торцовымй поверхностями, с которыми .контактируют соответственно первыйи второй метаЛлические электроды,15 изолированные от металлической плас"тины, причем металлическая пластина,первый и второй металлические электроды являются соответственно первым, вторым и третьим выходами щупа.