Измеритель индуктивности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 Я 2 26 159 4 ретен СНОМ КА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР(21) 4145219/24-21 (22) 10,11,86 (46) 15,03,89, Бюл, У 10 (72) А.В,Бычков (53) 621,317,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 69180, кл, С 01 .В. 2/26, 1978,Авторское свидетельство СССР ,В 913280, кл. С 01 К 27/26, 1982,Авторское свидетельство СССР Р 310198, кл. С 01 И 27(26, 1971. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНДУКТИВНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в качестве аналого-цифрового преобразователя при построении инфор. мационно-измерительных систем, где для измерения и контроля физических величин используются .индуктивные датчики, Целью изобретения является повышение точности, расширение диапазона измерений и упрощение устройства, На чертеже представлена функциональная схема измерителя, который содержит три логических элемента И-НЕ2, 3, два повторителя 4 и 5, зажимы6, 7 для подключения измеряемой индуктивности, резистор 8 времязадающей цепочки, полевой транзистор 9,нагрузочный резистор 10, три тригге"ра 11, 12, 13, шину 14 вывода информации на ЭВМ, цифровой индикатор15, выключатель 16, реверсивный счетчик 17, регистр 18, элементы задержки 19, 20, элемент И 21 и импульсныйгенератор 22, Новым является то, чтов измерителе используется метод пре"образования индуктивности во времен"ной интервал с устранением погрешности самой измерительной системы, чтодостигается включением в устройствоуправляющей системы на двух пов.тсрителях с тремя состояними на выходеи управляющем триггере, что позво.ляет повысить точность измерений прирасширении диапазона измерений всторону малых величин, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве аналого"цифровогопреобразователя при построении йн 5формационно-измерительных систем,систем автоматического контроля, гдедля измерения и контроля физическихвеличин используются индуктивные датчики, а также для измерения индуктивности катушек при их производстве ииспользовании в радиоэлектронном обо,Рудовании,Цель изобретения - повышение точности, расширение диапазона измерений 15и упрощение устройства.На фиг,1 приведена функциональнаясхема измерителя индуктивности; наФиг,2 - временные диаграммы.Измеритель индуктивности содержиттри логических элемента И-НК 1-3(логические элементы показаны в функции НЕ), два логических элемента 4и 5 (повторителя) с тремя состояниямина выходе, зажимы 6 и 7 для подключения измеряемой индуктивности, резистор 8 времязадающей цепочки, полевойтранзистор 9, нагрузочный резистор10 автоколебательной системы, тритриггера П, шину 14 вывода информации на ЗВИ, цифровой индикатор 15,выключатель 16, реверсивный счетчик17, регистр 18, элементы 19 и 20 задержки, логический элемент И 21 и импульсный генератор 22,35Устройство работает следующим образом,При включении питания полевойтранзистор 9 закрыт, так как паразитные емкости на.его входе разряжены, 40что определяет исходное состояниеэлементов И-НЕ 1-3, одновременно всетриггеры 11-13 устанавливаются вЬнуль (на схеме цепь установки в нульне показана) Напряжение на входеэлемента И-НК 2 оказывается ниже порогового; что соответствует сигналу"0", поэтому на выходе элемента И-НЕн в2 устанавливается напряжение 1 . Врезультате инвертирования этого сигнала элементом И-НЕ 3 на входах триггера 12 и элемента И-НЕ 1 устанавливается сигнал 0, а на выходах логического элемента И-НЕ 1 и логического элемента 4 с тремя состояниямиустанавливается состояние 1 , Злефе вфмент 4 открыт для прохождения сигнала из - эа присутствия разрешающегосигнала ( " 0" ) н а управляющем входе ,поступающего с первого управляющего триггера )1, при этом вьход другого логического элемента 5 с тремя состояниями находится в состоянии высокого сопротивления, т,е, отключен. Автоколебательная система начинает генерировать, при этом происходит генерация двух удлиненных импульсов в результате. переходных процессов на измеряемой индуктивности, После этих двух импульсов триггер 12 опрокидывает первый управляющий триггер 11 в "1" и на управляющие входы логических элементов 4 и 5 поступают сигналы, переводящие элемент 4 в состояние вы 1 сокого сопротивления, а элемент 5 - в повторитель. При этом начинается новый колебательный процесс, в результате которого генерируются два коротких импульса, длительность которых определяется элементами автоколебательной системы, По окончании второго короткого импульса первый управляющий триггер 11 возвращается в исходное состояние (нулевое) и опрокидывает второй управляющий триггер 13 в "1", с инверсного выхода которого сигнал 0 поступает на вход разрешения записи информации в регистр 18, вход элемента И 21 и через элемент 20 задержки на вход установки в нуль реверсивного счетчика 17.Во время рассматриваемого процесса (фиг,2) происходит следующее,Первый управляющий триггер 11 в течение времени С, (двух удлиненных периодов) подает разрешающий сигнал на вход прямого счета счетчиков 17, а в течение времени Е (двух коротких периодов) - на разрешение обратного счета. Счетные импульсы заполнения проходят через открытый элемент И 21 с кварцевого генератора, Таким образом, происходит вычитание длительности двух коротких (собственных) периодов автоколебательной системы иэ длительности двух удлиненных периодов при подключенной измеряемой индуктивности, т,е.С. = С , где й - время, на котороеофувеличивается длительность двух периодов автоколебательной системы, обусловленное подключением в схему измеряемой индуктивности, Вследствие этого погрешности самой автоколебательной системы, зависящие от различных Факторов, исключаются из результатов измерений, В течение сле 3 465820 4 дующих четырех периодон (Т =1 +1 )3 1ный счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я процесс повторяется, но измерений не тем, что, с цельы повышения точноспроисходит, так как нторой управляю- ти, расширения диапазона измерений н щий триггер 13 закрывает элемент И 21, 5 упрощения устройства, н антоколебасчетные импульсы с кварцевого генера- тельную систему, выполненную на трех тора 22 перестают поступать на счет" логических элементах И-НЕ и полевом чик 17, одновременно от триггера 13 транзисторе с времязадающей цепочкой поступает сигнал записи в регистр 18 на входе, н него нведены дна логи- содержимого счетчика 17, Элемент 20 10 ческих элемента с тремя состояниями задержки обеспечивает задержку сигна- на выходе, второй элемент задержки, ла установки в "О" счетчика 17 на регистр, шина для вывода информации время, необходимое для записи инфор- на ЭВМ, цифровой индикатор, причем мации из счетчика в регистр, Элемент выход первого логического элемента 19 задержки служит для обеспечения 15 И-НЕ подключен к ннфоомационным вхоодновременного поступления сигналов дам логических элементов с тремя сона управляющие и информационные вхо- . стояниями, а управляющие входы этих ды элементов 4 и 5, элементов соединены соответственно11 о окончании времени С схема при- с прямым и инверсным выходами первозходит в исходное состояние, и про го управляющего триггера, входами цесс повторяется, Из регистра 18 дан- разрешения прямого и обратного счета ные поступают на шину 14 вывода и реверсивного счетчика, прямой выход через дешифратор (не показан) ".на первого управляющего триггера подклю" цифровой индикатор, Из рассмотренно- чен к счетному входу второго упрйвляго ясно, что происходит преобразова ющего триггера, инверсный выход котоние индуктивности в пропорциональный рого подключен к первому входу элеинтервал времени с исключением по- мента И, к входу разрешения записи грешностей, вносимых автоколебатель- регистра и через элемент задержки -1 и ной системой, Подбором частоты квар-к выводу установки в О реверсивноцевого генератора или элементов авто го счетчика, выход первого логическолебательной системы на цифровом кого элемента с тремя состояниями индикаторе можно получать непосредст- соединен с первым зажимом для подклювенно величину измеряемой иидуктин- , чения измеряемой индуктивности, а выности ход второго элемента подключен к втоЗ 5 Рому зажиму для подключения иэмеряеТаким образом, применение управ- мой индуктивности, затвору полевого ляющей системы на логических элемен- транзистора и времязадающему резистах с тремя состояниями на выходе тору, другой вывод которого соединен позволяет освободиться от погрешиос- с землей, первый и второй входы тн, вносимой самой автоколебатель-, 40 третьего логического элемента И-НЕ ной системой и паразитными парамет- снязаны с выходом второго логическорами монтажа, что позволяет повысить . го элемента И-НЕ, вход которого подточность измерений при расширении ди- ключен параллельно нагрузке полевоапазона в сторощи малых величин, Кро.- го транзистора, выход третьего логиме того точность измерения повцша В ческого элемента соединен со счетнымФется при расположении элемента 4 ря- входом третьего триггера и через эледом или непосредственно в первом за- мент задержки с первым и вторым нхожиме для подключения измеряемой ин- дами первого логического элементаИ-НЕ, выход кварцевого генератора50 связан с вторым входом элемента И, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я выход которого соединен со счетнымвходом реверсивного счетчика, выходыИзмеритель индуктивности, содержа- которого соединены с входами регистщий автоколебательную систему, эле ра, а выходы регистра связаны с цифмент задержки, три триггера, импульс" я 5 ровым индикатором и шинои вывоДа на ный генератор, элемент И, реверсив- ЭВМ.14 Ь 5820 г Составитель Козлов Редактор Л.Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор М,МаксимишинецПодписное акаэ 94 /46 Ти оиэводственно-иэджтельский комбин ВНЯИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Ж-Зэобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушскал наб., д. 4/5 Патент", г. Уагород, ул. Гагарина,10