Устройство для контроля параметров электрических схем

СООЗ СОВЕТСНИХ ОЦИЛЛИСТЮЕСН СПУБЛИН 9) 1)5 С О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ.М. к АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(56) Фридкин В.М. Сегнетоэлектрики" полупроводники, М,;Наука, 1976, стр, 103-105.Авторское свидетельство. СССР8 1056089 в кл. С 01 1 31/281 1983.Авторское свидетельство СССР В 1255971, кл. С 01 К 31/28, 1984. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТ РОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ(57) Изобретение относится к онтрольно-измерительной технике 1 Может быть использовано для измерения . уровня напряжения в электрических це пях бесконтактным способом. Цель изобретения в повышение достоверности контроля путем исключения влияния помех, возник их в устройстве на результат кон ля, Для достижейия данной цели в устройство, содержащее неинвентирующий усилитель 2, аналогоциФровой преобразователь 4, второй 5 и первый 6 элементы задержки, пер" вый 7 и второй 8 Формирователи импульсон, буФерный регистр 14, блок 15 индикации, шину 16 питания, щуп 1, состоящий иэ металлической пластины 17 с нанесенным на нее слоем 18 . сегнетоэлектрика,первый 19 и второй 20 электроды, введены иивентирующий усилитель 3 и переключатель 13 с переключающим 9, первым 10, вторым 11, третьям 12 замыкающими контактами. 3 Введение данных элементов й их связей позволило обеспечить возможность отличать результат измерения, полученный от действия помехи, от истинного результата, что повышает достоверность контроля. 1 ил.128Изобретение относится к контроль-,но-измерительной.технике и можетбыть использовано для:измерения уровня напряжения. в электрических цепяхбесконтактным способом.Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем исключениявлияния помех, возникающих в устройстве, на результат контроля.На чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит щуп 1, неинвертирующий усилитель 2, инвертирующий усилитель 3, аналого-цифровой:.преобразователь 4, второй 5 и первыйб элементы задержки, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов, переключающий 9, первый 10, вгорой 11и третий 12 замыкающие контакты пе"реключателя 13, буферный регистр 14,блок 15 индикации, шину 16 питания;щуп 1 содержит металлическую пластину 17 с нанесенным на, нее слоем 18сегнетоэлектрика первый 19 и второй 20 электроды. Щуп 1 соединен первым выходом собщей шиной устройства, вторым выходом - с входом неинвертирующегоусилителя 2, соединенного выходом через аналого-цйфровой:. преобразователь ч с информационными входами буферного регистра 14, соединенногосинхровходом с выходом первого формировагеля 7 импульсов, соединенного блокирующим входом через второйформирователь 8 импульсов с выходомпервого элемента 6 задержки, а запускающим входом - через второй элемент 5 задержки с выходом неинвертирующего усилителя 2. Переключающийконтакт 9 переключателя 13 соединенс третьим выходом щупа 1, первый за-,мыкающий контакт 10 с выходом первого формирователя 7 импульсов, второйзамыкающий контакт 11 - с общей шинойустройства, третий замыкающий контакт - с шиной 16 питания устройства,выход второго формирователя 8 импульсов соединен со входом сбросаблока 15 индикации, информационныевходы которого соединены с выходамибуферного регистра 14,Устройство работает следующим образом,Для установкиустройства в исходное состояние задается установочныйсигнал на регистр 1 ч (цепи установкине показаны), после чего в нем запи" 7058сынается код 0000. Переключатель13 устанавливаетя,в положение, прикотором его контакты .9 и 12 соединены между собой. При этом напряжение 5 питания с шины 16 через электрод 19эадзется на слой 18 сегнетоэлектрика,что приводит к установке щупа 1 висхоцное состояние, в котором векторполяризации доменов слоя 18 сегне" 10тоэлектрика ориентируется параллельно рабочей поверхности слоя 18. (слой18 может быть, например, выполнен.на основе одного из следующих сегнетоэлектриков: ВаТОэ, ВаЕгО , Р 1 Т 103 ю Зь 1 ЭФПосле установки устройства в исходное состояние переключатель 13 переводится в одно из положений,обеспечивающих два возможных режима работы устройства: режим мгновенного измерения и режим замораживания .результата измерения;В режиме мгновенного измеренияпереключатель 13 устанавливается в положение, когда его контакты 9 н 10/ соединены между собой.Для измерения уровня напряженияна контактной площадке контролируемой электрической цепи щуп 1 подносят к этой контактной площадке, причем между щупом 1 и контактной площадкой может находиться и слой диэлектрика, например слой лака, Иежду контактной площадкой и пластиной 17 возникает электрическое поле, напряженность которого пропорциональна потенциалу на контролируемой контакт,10 ной площадке и направлено перпендику" лярно рабочей поверхности слоя 18 и вектору поляризации сегнетоэлектрика, При этом имеет место переориентация вектора поляризации из состояния, па,15 раллельного рабочей поверхности слоя. 18, которое представляет собой ло"кальный энергетический минимум длясегнетоэлектрического материала (такназываемое а-доменное состояние), в 5 О более энергетически выгодное (абсолютный энергетический мнимум) - С-доменное состояние, перпендикулярноерабочей поверхности слоя 18. Толщинаслоя 18 сегнетоэлектрика не превышаетравновесную ширину домена, слой представляет собой двумерную структуру доменов. шириной в один домен, заряд,индуцируемый под воздействием пере-.поляриэации сегнетоэлектрика в этомслучае пропорционален измеряемомупотенциалу.Переполяризация слоя 18 сегнетоэлектрика приводит к появлению импульса напряжения положительной полярности относительно потенциалаэлектрода 20 на входе усилителей 2и 3. Усилитель 3 импульсы положительной полярности не пропускает, а усилитель 2 усиливает и формирует ам- . 10плитуду входного импульса, котораяпреобразуется преобразователем 4 вкод и подается на информационныевходы регистра 14.Запись информации и регистр 14 15может быть произведена только при.появлении синхроимпульса положительной полярности на его синхровходе,поступившего с формирователя 7 импульсов. Этим же синхроимпульсом 2 Оприводится в исходное состояние слой18 сегнетоэлектрика. Чтобы не. сбросить слой 18 сегнетозлектрика в исходное состояние еще до окончанияв нем релаксационного процесса, свяэанного с измерением потенциалаконтролируемой электрической цепи,необходимо задержать формированиеположительного импульса на выходеформирователя 7 на время релаксации 30слоя 18. В противном случае слой 18не успеет переполяриэоваться и результат измерения будет неточен.Элемент 5 задержки задерживаетФронт положительного импульса, формирующегося на выходе усилителя 2,на время, необходимое для окончания.релаксапии слоя 18 и для срабатывания после окончания релаксации преобразователя 4, что обеспечивает юдостоверность результата, записываемого в регистр 14,Задержанный на необходимое времяэлементом 5 передяий фронт положительного импульса с выхода усилителя 2 запускает формирователь 7, ко-торый формирует на выходе положительный синхроимпульс, стробирующийзапись кода с выходов преобразователя 4 в регистр 14. Записанный в 5 ррегистр 14 код индицируется блоком15 индикации, его считывает оператор,Этот же импульс поступает черезэлектрод 19 на слой 18 и приводитего в исходное состояние подготав-. 5кивая устройство к следующему измерению. При переводе слоя 18 в исходное состояние на входе усилителей2 и 3 формируется импульс отрицатель 12870584ной полярности, который через усилитель 2 не проходит.Длительность положительного им.пульса на выходе формирователя 7должна быть достаточна для приведения слоя 18 в исходное состояние(т,е, для окончания релаксации слоя18) и перевода преобразователя 4 висходное нулевое состояние, а отрицательный фронт положительного им пульса на выходе формирователя 7 образуется при поступлении на его входположительного импульса с выхода формирователя 8Поэтому отрицательный импульс,формирующийся на входе усилителя 3 ипреобразованный на его выходе в положительный импульс, задерживаетсяэлементом 6 задержки на время, необходимое для релаксации слоя 18, срабатывания преобразователя 4 и инди".кации,результата блоком 15. Поступаяна вход формирователя 8, положительный фронт задержанного импульса запускает Формирователь 8, который задает положительный импульс на входФормирователя 7, что приводит к пре"кращению выдачи последним положительного импульса и сбросу показанийблока 15 в ноль.Длительность импульса формирователя 8 выбирается несколько, больше,чем длительность импукьса Формирователя 7 (которую последний обеспечивает беэ блокирующего сигнала), длятого чтобы исключить повторное возникновение импульса на выходе формирователя 8, после прекращения импульса на выходе формирователя 8.В качестве формирователя 7 можноиспользовать одновибратор с запускающим входом, соединенным с выходомэлемента 5 и блокирующим входом, соединенным с выходом Формирователя8. При поступлении положительногоимпульса на блокирующий вход потен- .циал на выходе одновибраторв обраща.ется в ноль,В режиме замораживанчя результата измерения после приведения устройства в исходное состояние. переключатель 3 устанавливается в положение,когда его контакты 9 и 11 соединенымежду собой, Работа устройства приизмерении потенциала осуществляетсяаналогично его работе в режиме мгновенного измерения. Однако, поскольку выход формирователя 7 отключен отэлектрода 19, приведение слоя 18 вТаким образом, эа .счет введенияусилителя 3 и переключателя 13 и ихсвязей обеспечивается возможностьотличать результат измерения, полуСоставитель В. Дворкин Редактор И. Сегляник Техред И.Ходаиич Корректор А, Луговая;.ъ Заказ 2442 Тираж 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д, 45Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 12 исходное состояние после измерения не производится, не производится также сброс блока 15 индикации в ноль, что и означает.замораживание результата измерения. При необходимости оператор переводит переключатель 13 в положение с соединенными контактами 9 и. 12, что приводит к подаче напряжения с шины 16 на слой 18 и его установке в исходное состояние, При этом происходит формирование отрицательного импульса на входе усилителей 2 и 3 и,срабатывание элементов 3,6 и 8,.В результате иа выходе Формирователя 8 формируется положительный импульс,. сбрась 1 вающий блок 15 в ноль. Однако, формирование отрицательного импульса на входах усилителей 2 и 3, и сброс от него через элементы 3,6 и 8 блока 15 происходит только тогда, когда до этого при измерении потенциала (контакты 9 и 11 соединены) ,слой 18 переполяризовался в ссстояние с вектором поляризации, перпен" дикулярным поверхности пластины 17.Если же измерения не произошло, слой 18 не переполяризовался первый раэ, а результат в регистр. 14 записался, например, от помехинепос" редственно на входе усилителя 2, преобразователя 4 или регистра .14, то при соединении контактов 9 н 12переключателя 1.3 не произойдет вторая переполяриэация слоя .18, сброс показаний блока 15 в ноль не будет обеспечен, что свидетельствует о недостоверности результата контроля. 87058 6цеппый от действия помехи, от истинного результата, что пряыщает достоверность контроля. 5 Формула и э о б р е т е н и я Устройство для контроля параметров электрических схемсодержащеещуп, соединенный первым входом с об- Ю щей шиной устройства, вторым выходом с входом,иеинвертнрующего усилителя, соединенного вМходом черезаналого-циФровой преобразователь с .информационными входами буферного 15 регистра, соединенного синхровходомс выходом первого формирорателя им-пульсов, соединенного блокирующимвходом через второй формировательимпульсов с выходом первого элемеи та задержки,. а запускающим входомчерез второй элемент задержки с выходом неинвертирующего усилителя;о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с.целью повышения достоверности контро" 25 ля путем исключения влияния помех,возникающих в устройстве, на результат.контроля, в устройство введеныпереключатель и инвертирующий усилитель, причем переключающий контакт 30 переключателя соединен с третьим выходом щупа, первый замыкающий контакт с выходом первого формирователя импульсов, второй замыкающий контакт - с общей шиной устройства, третий замыкающий контакт - с шинойпитания устройства, а выход второгоформирователя импульсов соединен свходом сброса блока индикации, инфор.мационные входы которого соединены 40 с выходами буферного регисура,второйвыход щупа через инвертнрующий усилитель соединен с входом второго эле-.мента задержки.