Устройство для измерения параметров r с двухполюсников, входящих в состав трехполюсной замкнутой электрической цепи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН,9 19) 1)4 С 01 К 272 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иче ельник,ой льство ССС 7/26, 1970 версальные 1 е приборы и 1979, с. 84 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАРОВ Б.С ДВУКПОЛ 1 ОСНИКОВ, ВКОДЯБИКОСТАВ ТРЕХПОЛ 1 ОСНОЙ ЗАМКНУТОЙ ЭЛЕКТИЧЕСКОЙ ЦЕПИ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения, быстродействие и надежность устройства.Для этого в устройство, содержащее три клеммы 17-9 для подключения исследуемой цепи, операционный усилитель 15 и кнопку 11, введены генератор 1 прямоугольных импульсов, коммутатор 2, счетчик 3, цифроаналоговые преобразователи 4 и 5, фильтры 6 и 1, источники 8 и 9 образцового напряжения и тестового воздействия, счетчик 1 О числа преобразований, триггер 12 запуска, управляющий счетчик 13, аналого-цифровой преобразователь 14, управ"ляемый ключ 20 и блок 22 вычисленияИспользование устройства уменьшает число коммутаций. 1 ил,С:Клемма 18 для подключения трехполюсника соединена с инвертирующимвходом операционного усилителя 15, вотрицательную обратную связь которого включен образцовый резистор 16,вход нустановка в единицу триггера12 запуска соединен через кнопку 11 40пуска с общей шиной, а вход "Установка в 0 соединен с выходом Конецвычисления" блока 23 вычисления,выход триггера 12 запуска соединен свходами установка в "0 счетчиков3, 10, и 13, выход "Прямой перенос"последнего соединен с входом "Пусканалого-цифрового преобразователя14, выход "Конец преобразования"которого соединен с блоком 22 вычисления и с входом "Прямой счет счетчика 10 числа преобразований, входПрямой счет" управляющего счетчика13 соединен с генератором 1 прямоугольных импульсов и коммутатором 552, выходы последнего соединены соответственно с входами "Прямой счет" и"Обратный счет" счетчика 3, а управляющий вход коммутатора 2 соединен с 35 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано в автоматизированныхизмерительных системах при измерениипараметров двухполюсников, установленных на печатных платах и в гибрид-ных узлах,Цель изобретения - повышение точности измерения, быстродействия и 10надежности за счет уменьшения числакоммутаций.На чертеже представлена структурная схема устройства для измеренияпараметров К,Сдвухполюсников, вхо-. 1 Гдящих в состав трехполюсной замкнутойэлектрической цепи,Схема содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, коммутатор 2,счетчик 3, первый 4 и второй 5 цифроаналоговые преобразователи, первый 6 ивторой 7 фильтры, источник 8 образцового напряжения, источник 9 тестовоговоздействия, счетчик 10 числа преобразований, кнопку 11 "Пуск", триггер 2512 запуска, управляющий счетчик 13,аналого-цифровой преобразователь 14,, операционный усилитель 15, образцовый резистор 16, клеммы 17-19 дляподключения трехполюсника, управляемый ключ 20, цифровой управляемыйрезистор 21 и блок 22 вычисления,вторым разрядом счетчика 10 числа преобразований, выходы первого и второго разрядов которого соединены с блоком 22 вычисления и с входом предварительной записи и информационными входами счетчика 3, выход которого соединен с цифровыми входами первого 4 и второго 5 цифроаналоговых преобразователей, входы "источник опорного напряжения" которых соединены соответственно с выходами положительной и отрицательной полярностей источника 8 образцового напряжения, а выходы цифроаналоговых преобразователей соединены соответственно с первым 6 и вторым 7 фильтрами, причем выход первого фильтра 6 соединен с клеммой 19 для подключения трехполюсника, а выход второго фильтра 7 соединен с входом цифрового управляемого резистора 21, выход которого через управляемый ключ 20 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 15, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 14, вход "Источник опорного напряжения"которого сосоединен с источником 8 образцового напряжения, а цифровые выходы аналого в цифрово преобразователя 14 соединены с цифровыми входами блока 22 вычисления, цифровые выходы которого соединены с цифровыми входами цифрового управляемого резистора 21, управляющий вход управляемого ключа 20 соединен с выходом первого разряда счетчика 10 числа преобразований, клемма 17 соединена с общей шиной.Устройство для иэмрения параметров КС, двухполюсников, входящих в состав трехполюсной замкнутой элект-, рической цепи, работает следующим образом.В исходном состоянии триггер 12 запуска находится в единичном состоянии, выходы разрядов управляющего счетчика 13, счетчика 10 числа преобразований, счетчика 3 находятся в нулевом состоянии, управляемый ключ 20 разомкнут. На выходе первого цифроаналогового преобразователя 4 с момента времени , формируется отрицательное напряжение постоянного уровня, которое через фильтр 6 поступает на измеряемый двухполюсник, состоящий иэ резистора и конденсатора, На выходе операционного усилителя 15 устанавливается положи 136499950 55 тельное напряжение постоянного уровня, пропорциональное только сопротивлению измеряемого резистора, так как сопротивление конденсатора по постоянному току стремится к бесконечности. Процесс измерения начинается после переполнения управляющего счетчика 13, который формирует сигнал для запуска .аналого-цифрового преобразователя 4. Каждый импульс переноса при переполнении управляющего счетчика 13 является командой начала преобразования выходного напряжения операционного усилителя 15 аналого-цифрового преобразователя 14 в цифровой код. По окончанию каждого цикла преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя 14 формируется команда "Конец преобразования", перепад напряжения из "0"в 1 которого поступает на счетный вход счетчика 1 О числа пр е обра э ований, а все результаты преобразования запоминаются в блоке 22 вычисления. На выходах счетчика 10 числа преобразований формируются коды, соответствующие номеру преобразования и управляющие режимами работы счетчика 3, блоком 22 вычисления, а также состоянием коммутатора 2 и управляемого ключа 20.По первой команде "Конец преобразования первый результат преобразования, соответствующий сопротивлению измеряемого резистора, запоминается в блоке 22 вычисления, с выхода которого вычисления поступает на группу входов цифрового управляемого резистора 21, устанавливая значение его сопротивления, равное измеренному. Кроме того, выход "Первый разряд" счетчика 1 О числа преобразований по этой же команде устанавливается в единичное состояние, по которому управляемый ключ 20 замыкается а счетчик 3 переводится в режим счета последовательности импульсов генератора 1 прямоугольных импульсов, поступающих через коммутатор 2 на вход Прямой счет" счетчика 3. Цифроаналоговый преобразователь 4 формирует ступенчато нарастающее напряжение, которое сглаживается первым фильтром 6. Это напряжение поступает на измеряемый двухполюсник, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 15. Одно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 временно вторым цифроаналоговым преобразователем 5 формируется ступен - чато убывающее напряжение, которое сглаживается фильтром 7, а через цифровой управляемый резистор 21 и управляемый ключ 20 на инвертирующий вход операционного усилителя 15 поступает компенсирующийток, равный по величине и обратный по знаку току, протекающему через измеряемый резистор на линейно изменяющемся участке тестового воздействия.В результате на выходе операционного усилителя 15 с некоторой задержкой з 1 устанавливается положительное напряжение постоянного уровня, пропорциональное емкости конденсатора. Это напряжение преобразуется в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 14 по следующему импульсу переноса управляющего счетчика 13, Результат этого преобразования по второй команде "Конец преобразования" запоминается в блоке 22 вычисления, а на выходах счетчика 10 числа преобразований формируется код числа два, размыкая управляемый ключ 20 и устанавливая выходные разряды счетчика 3 в единичное состояние (так как на его информационных входах установлен уровень логической , а на установочный вход поступает уровень логического О" соответствующий режиму записи.Цифроаналоговый преобразователь 4 формирует положительное напряжение постоянного уровня, которое через фильтр 6 поступает на измеряемый двухполюсник. На выходе операционного усилителя 15 устанавливается отрицательное напряжение постоянного уровня, пропорциональное сопротивлению измеряемого резистора, которое преобразуется в цифровой код по треть" ему импульсу переноса управляющегосчетчика 13. Результат этого преобразования по третьей команде Конецпреобразования" запоминается в блоке 22 вычисления, а с его выходавновь поступает на группу цифровыхвходов цифрового управляемого резистора 21. На выходах счетчика 10 числа преобразований устанавливаетсякод числа три, по которому управляемый ключ 20 замыкается, а счетчик 3производит счет последовательностиимпульсов генератора 1 прямоугольныхимпульсов, поступающих через коммутатор 2 на вход "Обратный счет". Первый цифроаналоговый преобразователь 4 формирует ступенчато убывающее напряжение, сглаживаемое фильтром 6, Второй цифроаналоговый преобразователь 5 формирует ступенчато нарастающее напряжение, сглаживаемое вторым фильтром 7, задающее через цифровой 10 управляемый резистор 21 и управля - емый ключ 20 на инвентирующем входе операционного усилителя ток, равный по величине и обратный по знаку току, протекающему через измеряемый резис тор. В результате на выходе операционного усилителя 15 устанавливается отрицательное напряжение постоянного уровня, пропорциональное емкости измеряемого конденсатора, Это на пряжение преобразуется в цифровой код по четвертому импульсу переноса управляющего счетчика 13, результат преобразования по четвертой команде "Конец преобразования" запоминается в блоке 22 вычисления, которое формирует сигнал конец измерения, устанавливающий триггер 12 запуска в первоначальное состояние, а следовательно, управляющий счетчик 13, счетчик 30 10 числа преобразований и счетчик числа импульсов установятся в нулевое состояние. Результаты преобразований, полученные при разнополярном воздействии тестового сигнала для 35 каждого из измеряемых параметров, вычитаются в блоке 22 вычисления сцелью устранения влияния на результаты измерения напряжения смещения нулевого уровня всего измерительного 40 тракта.Результаты преобразования аналого цифрового преобразователя 14 с его цифровых выходов поступают на информационные входы блока 22 вычисления, 45 последовательность записи информации, в котором определяется сигналами с выходов первого и второго разрядов счетчика 1 О числа преобразований.Таким образом, по первой команде 50 "Конец преобразования" результат преобразования записывается в первый регистр.формула изобретения 55Устройство для измерения параметров Р С, двухполюсников, входящих в состав трехполюсной замкнутой электрической цепи, содержащее три клеммы для подключения исследуемой цепи, одна иэ которых соединена с общей шиной, а вторая - с инвертирующим входом операционного усилителя и с образцовым резистором в цепи отрицательной обратной связи, а также кнопку "Пуск", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, быстродействия и надежности, в него введены триггер запуска, блок вычисления, счетчик числа преобразований, счетчик, управляющий счетчик, аналого-цифровой преобразователь, генератор прямоугольных импульсов, коммутатор, источник образцового напряжения, первый и второй цифроаналоговый преобразователь, первый и второй фильтры, цифровой управляемый резистор, управляемый ключ, причем вход "Установка в триггера запуска соединен через кнопку "Пуски с общей шиной, вход "Установка в "О" соединен с выходом "Конец вычисле 1ния блока вычисления, а его выход соединен с входами "Установка в "О" счетчика числа преобразований, счетчика и управляющего счетчика, выход "Прямой перенос" которого соединен с входом "Пуск" аналогоцифрового преобразователя, выход "Конец преобразования" которого соединен с блоком вычисления и с входом нПрямой счет" счетчика числа преобразований, причем вход нПрямой счет управляющего счетчика соединен с генератором прямоугольных импульсов и коммутатором, выходы которого соединены с входами "Прямой счет" и "Обратный счет" счетчика, а управляющий вход коммутатора соединен с вторым разрядом счетчика числа преобразований и вторым управляющим входом блока вычисления, выходы первого и второго разрядов которого соединены с блоком вычисления, с входом предва- рительной записи и информационными входами счетчика, выходы разрядов которого соединены с цифровыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, входы "Источник опорного напряжения" которых соединены соответственно с положительной и отрицательной полярностями источника образцового напряжения, а выходы цифроаналоговых преобраэоСоставитель В. Кринов Техред М.Ходазнч Корректор И. Муска Редактор А, Коэориз Заказ 6603/38 Тираж 772ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 1364999в ателей соединены соответственно с "Источник опорного напряжения" кото- первым и вторым фильтрами, причем рого соединен с источником образцовыход первого фильтра соединен с вого напряжения, а цифровые выходы третьей клеммой для подключения из 5аналого-цифрового преобразователя меряемого двухполюсника исследуемой соединены с цифровыми входами блока цепи, а выход второго фильтра объеди- вычисления, цифровые выходы которого нен с входом цифрового управляемого соединены с цифровыми входами цифрорезистора, выход которого через уп- вого управляемого резистора, а равляемый ключ соединен с инвертиру О управляющий вход управляемого клюющим входом операционного усилителя, ча соединен с выходом первого выход которого соединен с входом ана- разряда счетчика числа преобраэо лого-цифрового преобразователя, выход вания.