Измеритель сопротивлений

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения сопротивления в диапазоне 10" - 10 " (Ом) в5частности для измерения сопротивленияизоляции.Цель изобретения - повышениебыстродействия.На чертеже показана схема устройства.Устройство содержит кнопку 1 пуска,клемму 2 питания, первый блок 3 индикации, первыц резистор 4, второйрезистор 5, первый блок 6 опорногонапряжения, первый блок 7 сравнения,второц триггер 8, первый элемент ИЛИ9, генератор 10, первый элемент И 11,счетчик 12, второй элемент И 13третий резистор 14, транзистор 15заряда, второй блок 16 опорногонапряжения, второй блок 17 сравнения,третий триггер 18, второй элементИЛИ 19, элемент И-НЕ 20, компаратор 21 кодов, первый триггер 22, пятый элемент И 23, ключевой транзистор 24, четвертый резистор 25, конденсатор 26, первую клемму 27 подключения, измеряемое сопротивление 28,вторую клемму 29 подключения, второйблок 30 индикации, третий элементИ 31, регистр 32 поразрядного уравновешивания, четвертый элемент И 33,сдвиговый регистр 34.Первый вывод первого резистора 4соединен с первым выходом второго35резистора 5 и клеммой 2 питания,второй вывод второго резистора 5 соединен с вторым входом первого блока 7сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого блока 6 опорного напряжения и с коллектором транзистора 15 заряда, база которого.соединена с вторым выводом первогорезистора 4, а эмиттер соединен спервым выводом конденсатора 26 ипервой клеммой 27 подключения, второйвывод конденсатора 26 соединен с второй клеммой 29 подключения и общейшиной, выходы счетчика 12 соединены50с первыми входами компаратора 21 кодов и с первым блоком 3 индикации,вторые входы компаратора 21 кодовсоединены с выходами регистра 32 поразрядного уравновешивания, установочный вход которого соединен с кноп 55кой 1 пуска, синхровход соединенс вторым входом третьего элементаИ 31 и с первым выходом сдвигового регистра 34 а инФормационный вход соединен с первым выходом третьего триггера 18, выход компаратора 21 кодов соединен с первым входом первого триггера 22, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И 33, а выход соединен с первым входом первого 11, второго 13, пятого 23 элементов И, с третьими входами первого 9 и второго 19 элементов ИЛИ, выход кнопки 1 пуска соединен с первыми входами третьего 31 и четвертого 33 элементов И, с вторыми входами второго 13 и пятого 23 элементов И, второй вход четвертого элемента И 33 соединен с вторым выходом сдвигового Регистра 34, выходтпервого элемента И 11 соединен с счетным входом счетчика 12, установочный вход которого соединен с выходом третьего элемента И 31, база ключевого транзистора 24 соединена с выходом пятого элемента И 23, его коллектор соединен с вторым выводом третьего резистора 14, первыц вывод которого соединен с базой транзистора 15 заряда и первым выводом четвертого резистора 25, а эмиттер соединен с общей шиной, с вторым выводом четвертого резистора 25 и второй клеммой 29 подключения, первый вход второго блока 17 сравнения соединен с коллектором транзистора 15 заряда, его второй вход соединен с выходом второго блока 16 опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом третьего триггера 18, выход первого блока 7 сравнения соединен с вторым входом второго триггера 8 и вторым блоком 30 индикации, первый вход первого элемента ИЛИ 9 соединен с первым выходом третьего триггера, его второй вход соединен с первым выходом второго триггера 8, а выход соединен с первым входом элемента И-НЕ 20, первый вход второго элемента ИЛИ 19 соединен с вторым выходом второго триггера 8, его второй вход соединен с вторым выходом третьего триггера 18, а выход соединен с вторым входом элемента И-НЕ 20, выход которого соединен с установочнымвходом сдвигового регистра 34, выход генератора 10 соединен с синхровходом сдвигового регистра 34, выход второго элемента И 13 соединен с первыми входами второго 8 и третьего 18 триггеров.1566304 6 Устроцство работает следующимобразом.С помощью счетчика 12, регистра 32поразрядного уравновешивания, компаратора 21 кодов и блоков 7 и 17 сравнения ищется такой интервал времени,за, который эталонный конденсаторраэрякается через измеряемое сопротивление до уровня, допустимые границы которого заданы блоками 6 и 16опорного напряжения, Этот интервалпропорционален постоянной времениНБ-цепи, образованной эталоннымконденсатором 26 и измеряемым сопротивлением 28, и, следовательно, пропорционален измеряемому сопротивлениюПри нажатии на кнопку 1 устройство устанавливается в исходное состоя -ние: обнуляется счетчик 12, устанавливается в состояние единицы тРиггер 22 и старший разряд регистрапоследовательного приближения 32,транзистор 24 запирается, а транзистор 15 открывается, заряжая эталонный конденсатор до испытательного напряжения. В момент отпусканиякнопки 1 триггеры 8 и 18 переключаются в состояние, при котором на ихпервых выходах имеет место уровеньединицы. Это приводит к установлению на выходе элемента И-НЕ 20 уровня нуля, В этот же момент открывается транзистор 24 и закрываетсятранзистор 15, отключая Ю-цепьот остальной части схемы, Конденсатор 26 начинает разряжаться черезизмеряемое сопротивление 28, Черезпервый элемент И 11 начинают поступать тактовые импульсы, суммируемыесчетчиком 12,Промежуток времени, в течение которого разряжается конденсатор, заканчивается в тот момент, когда кодв счетчике сравняется с кодом в регистре поразрядного уравновешивания 32. На выходе компаратора 21кодов при этом окажется ноль, чтоприведет к срабатыванию первого триггера 22, Транзистор 24 закроется,а транзистор 15 откроется, черезнего начнет протекать ток дозарядаконденсатора 26. Амплитуда импульса тока дозаряда сравнивается с пороговым уровнем срабатывания первого 7 и второго 17 блоков сравнения.Если уровень сигнала оказываетсяменьшим уровня уставки, то на выходеблока сравнения появляется прямо 5 1 О 15 Ф 20 25 30 35 40 45 50 55 угольныц импульс, переключающий соединенный с выходом этого блока триггер, Прямой ц цнверсныц выходы второго и третьего триггеров, а такжевыход первого триггера соединены свходами комбинационной схемы, состоящей из первого 9 и второго 19 элементов ИЛИ и элемента И-НЕ 20, В режимезаряда эталонного конденсатора навыходе элемента И-НЕ ноль может оказаться в том случае, если переключился второй триггер 8 и остался впрежнем положении третий триггер 18,т,е. амплитуда дозаряда оказаласьв заданном диапазоне, Тогда работаустройства прекращается и результатизмерения индицируется с первым блоком .3 индикации. В противном случаеразрешающий потенциал подается наустановочный вход сдвигового регистра 34, который начинает переключатьсяимпульсами генератора 10, вырабатывая на первом и втором выходах импульсы управления, Импульс управления с первого выхода сдвигового регистра 34 сбрасывает в ноль счетчик 12и определяет текущий разряд регистра 32 поразрядного уровновешивания,записывая в него информацию состояния третьего триггера 18, Управляющий импульс с второго выхода сдвигового регистра 34 перебрасывает вединицу первый триггер 22, что приводит к сбросу второго и третьеготриггеров и сдвигового регистра 34и дает начало новому циклу измерения,В качестве регистра поразрядногоуравновешивания может использоваться микросхема 155 ИР 17,Второй блок 30 индикации служитдля того, чтобы сигнализировать овыходе из диапазона измерения в сторону минимума величины измеряемогосопротивления. Второй резистор 14требуется для того, чтобы уменьшитьвеличину напряжения, прикладываемогок переходу эмиттер-база в режиме отсечки, Третий резистор 25 введен всхему для того, чтобы определить ве-.личину испытательного напряжения,до которого заряжается конденсатор 26,Изменением сопротивления резистора 25может изменяться величина испытательного напряжения. Применение метода половинного деления временных интервалов, в течении которых происходит разряд эталон 156 б 304ного конденсатора, позволяет повысить быстродействие устройства.Формула изобретенияИзмеритель сопротивления, содержащий генератор, первый резистор,клемму питания, транзистор заряда,первый блок сравнения, первый блокопорного напряжения, первый блокиндикации, счетчик, компаратор кодов,конденсатор, первую и вторую клеммыдля подключения измеряемого сопротивления, кнопку пуска, второй резистор, первый триггер, причем первый вывод первого резистора соединен с первым выводом второго резистора и клеммой питания, второй выводвторого резистора соединен с вторымвходом блока сравнения, первый входкоторого соединен с выходом первогоблока опорного .напряжения и с коллектором транзистора заряда, базакоторого соединена с вторым выводом 25первого резистора, эмиттер соединенс первым выводом конденсатора и первой клеммой для подключения измеряемого сопротивления, второй вывод конденсатора соединен с втооой клеммой для подключения измеряемого сопротивления и с общей шиной, выходысчетчика соединены с первыми входамикомпаратора кодов и с первым блокоминдикации, о т л и ч а ю щ и й с я35тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый,второй, третий, четвертый и пятыйэлементы И, второй и третий триггеры, регистр поразрядного уравновешивания, ключевой транзистор, третийи четвертый резисторы, второй блокопорного напряжения, второй блоксравнения, первый и второй элементыИЛИ, элемент И-НЕ, сдвиговый регистри второй блок индикации, причем вторые входы компаратора входов соединены с выходами регистра поразрядного уравновешивания, установочныйвход которого соединен с кнопкойпуска,синхровход соединен с вторым входом третьего элемента И и с первым выходом сдвигового регистра, а информационный вход соединен с первым выходом третьего триггера, выход компа 55 ратора соединен с первым входом первого триггера, второй вход которогосоединен с выходом четвертого элемента И, а выход соединен с первымвходом первого, второго, пятого элементов И, с третьими входами первогои второго элементов ИЛИ, выход кнопкипуска соединен с первыми входамитретьего и четвертого элементов И,с вторыми входами второго и пятогоэлементов И, второй вход четвертогоэлемента И соединен с вторым выходом сдвигового регистра, выход первого элемента И соединен со счетнымвходом счетчика, установочный входкоторого соединен с выходом третьегоэлемента И, база ключевого транзистора соединена с выходом пятого элемента И, коллектор соединен с вторымвыводом третьего резистора, первыйвывод которого соединен с базой транзистора заряда и первым выводом четвертого резистора, эмиттер соединенс общей шиной, с вторым выводом четвертого резистора и второй клеммойдля подключения измеряемого сопротивления, первый вход второго блокасравнения соединен с коллекторомтранзистора заряда, второй вход соединен с выходом второго блока опорного напряжения, а выход соединен свторым входом третьего триггера, выход первого блока соединен с вторымвходом второго триггера и вторымблоком индикации, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с первымвыходом третьего триггера, второйвход первого элемента ИЛИ соединенс первым выходом второго триггера,а выход соединен с первым входомэлемента И-ЦЕ, первый вход второгоэлЕмента ИЛИ соединен с вторым выходом второго триггера, второй входвторого элемента ИЛИ соединен с вторым выкодом третьего триггера, авыход соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединенс установочным входом сдвиговогорегистра, выход генератора соединенс синхровходом сдвигового регистра,вь 1 ход второго элемента И соединен спервыми входами второго и третьеготриггеров, второй вход первого элемента И соединен с генератором,