Цифровой омметр

) С О К 27/ БР ЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторское бюро средств автоматизации Производст венного объединения "Геофизприбор" (72) С.И. Губский, П.А. Дехтярчук, А,И, Хизгилов и В.И. Босацкий (53) 621.317.33 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР В 1049826, кл. С 01 К 27/00, 1983.Авторское свидетельство СССР 9 11374093 кл, С 01 К 27/009 1985, (54) ЦИФРОВОЙ ОММЕТР(57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сопротивления и девиации сопротивления в системах контроля. Цель изобретения - повышение точности измерения, расширение функциональ ных возможностей и повышение надежности омметра в работе. Режим измерения выбирается с помощью элемента И 10. Импульсы с выхода генератора 211 импульсов через делитель 12 частоты поступают на управляющий вход управляемого ключа 6, который обуславливает. на выходе интегратора 7 наличие треугольных импульсов напряжения, поступающих на первый вход компаратора 8 напряжения, При линейно нарастающем напряжении открыт управляемый ключ 4, а при линейно убывающем - управляемый ключ 5. Генератор 3 тока задает уровень напряжения либо на образцовом резисторе 1, либо на измеряемом резисторе 2, В реверсивном счетчике 14 осуществляется счет импульсов, поступающих с генератора 11 импульсов через элемент И 9. Наличие постоянного уровня логической "1" на выходе триггера 15 свидетельствует о положительной разности величин измеряемого и образцового сопротивлений, ( число, пропорциональное этой разности, записывается в регистр 16, Цифровой омметр содержит также инвертор 13, 1 з.п. ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сопротивления и девиации сопро" тивления в системах контроля.Целью изобретения является повышение точности измерения, повышение надежности работы и расширение функциональных воэможностей путем определения величины сопротивления и знака, а р также определения величины девиации.На фиг.1 представлена структурная схема цифрового омметра; на фиг.2- временные диаграммы, поясняющие его работу. 5Цифровой омметр содержит образцовый резистор 1, измеряемый резистор 2, генератор 3 тока, управляемые ключи 4-6, интегратор 7, компаратор 8 напряжения, элементы И 9 и 10, гене ратор 11 импульсов, делитель 12 частоты, инвертор 13, реверсивный счетчик 14, триггер 15 и резистор 16.Выход управляемого ключа 6 через последовательно соединенные интегра тор 7, компаратор 8 напряжения и элемент И 9 соединен со счетным входом реверсивного счетчика. Своим первым выводом образцовый резистор 1 через управляемый ключ 4 соединен с вторым 3 О входом компаратора 8 напряжения, который через управляемый ключ 5 подключен к первому выводу измеряемого резистора 2, второй вывод которого соединен с вторым выводом образцового резистора 1 и общей шиной. Второй вход компаратора 8 напряжения соединен также с выходом генератора З,тока.Второй вход элемента И 9 соединен с выходом генератора 11 импульсов и с 40 входом делителя 12 частоты, выход которого соединен с установочным вхо" дом реверсивного счетчика 14, управляющим входом управляемого ключа 6 и через элемент И 1 О - с входом уп равления реверсивного счетчика 14, входом инвертора 13 и управляющим входом управляемого ключа 4.Первый вход элемента И 9 соединен с входом управления регистра 16 и 5 О первым входом триггера 15, второй вход которого соединен с выходом обнуления реверсивного счетчика 14, выходы которого соединены с входами регистра 16, выходы которого являют ся выходами цифрового омметра. Выход инвертора 13 соединен с управляющим входом управляемого ключа 5. Первый и второй контакты управляемого ключа 6 соединены соответственно с положительным и отрицательным полюса ми источника двухполярного питания.Второй вход элемента И 10 является входом управления цифрового омметра.Цифровой омметр работает следующим образом.Допустим, что по включению питания содержимое реверсивного счетчика 14 Н =, О, а состояние триггера 15произвольное. Рассмотрим режим измерения девиации сопротивления, при котором на вход управления цифрового омметра (второй вход элемента И 10) подается уровень логической "1". При этом импульсы с выхода делителя 12 частоты (фиг.2 а) поступают на управляющий вход управляемого ключа 6, который обуславливает на выходе интегратора 7 наличие треугольных импульсов напряженИя (линейно возрастающего и линейно убывающего), которые поступают на первый вход компаратора 8 напряжения (фиг,2 б), При линейно нарастающем напряжении на первом входе компаратора 8 напряжения открыт управляемый ключ 4, а лри линейно убывающем - управляемый ключ 5. Генератор 3 тока лри открытом управляемом ключе 4 задает уровень напряжения на образцовом резисторе 1 величиной К, В =1 Р где 1 - ток генератора 3, а при открытом ключе 5 задает уровень напряжения на измеряемом резисторе 2 величиной К 0о ХВыходное напряжение 1 интегратора 7 в некоторый момент времени 1 достигает значения(фиг,2 б), при этом комларатор 8 переходит из состояния логического "0" в состояние с уровнем логической "1" на выходе (фиг.2 в), в этот момент на счетный вход реверсивного счетчика 14 поступают счетные импульсы генератора 11 импульсов через элемент И 9. В тече" ние интервала времени ь, реверсивный счетчик 14 работает в режиме сложения, так как на вход управления реверсивного счетчика 14 с выхода делителя 12 частоты через элемент И 10 поступает уровень логической "1" (фиг.2 а) и в него записывается число Б Е.2т )5 1580283б где Г - тактовая частота генератораН = О), который сбримпульсов. 15 в состояние логЗатем происходит переключение Импульс обнулени ключа 6 и начинается работа реверсив- ления реверсивного ного счетчика 14 на вычитание на ляется в момент вре участке й-= ь (фиг.2 б). ПриИзменение состоя этом на второй вход компаратора 8 (частота импульсов поступает напряжение Б= 1 К чек о козначает что знакУрез открытый ключ 5 с неизвестного 1 О ления отрицателен, резистора 2 (Кк), а ключ 4 отключает- ния триггера 15 про ся. При достижении убывающего напря- той цикла измерения жения интегратора 7 величины Б квыявлено любым логи срабатывает компаратор 8 и уровень вом определения нал напряжения на его выходе становится 15 последовательности, равным логическому "0" (фиг.2 в). За ким пробником.время с из содержимого счетчика вылСвидетельством о читается число Н = Ет о и общее чис- знаке девиации сопр ло И = И 1 - М, записанное в ревер- - К ), т.е. условия , сивный счетчик 14, пропорционально 20 частота импульсов н разности К к - К , т.е. девиации сопро (фиг,2 з). В инте тивления Кк, Триггер 15 устанавлива- определяемом разнос ется в состояние логической "1" на реверсивный счетчик выходе положительным фронтом импульса числа пропорциональ 1с компаратора 8, при этом наличие пос ротивления, который тоянного уровня логической "1" на в регистр отрицател его выходе (фиг,2 г) свидетельству- пульса с выхода ком ет о положительной разности К к - К , ряжения (фиг.2 е). т,е. при выполнении условия К К , В режиме измерен С выходов реверсивного счетчика 14 30 ния Кк на вход упраФкод числа И записывается в регистр оммера (второй вход 16 по отрицательному фронту импуль- подается уровень ло са с выхода компаратора 8, поступаю- По положительном щего на вход управления регистра 16. поступающего с выхоКоэффициент деления частоты де- З 5 частоты на установо лителя 12 частоты определяет точ- сивного счетчика 14 ность измерения девиации сопротивле- вается нулевое сост ния, с его увеличением точность из- вующее числу И = О. мерения возрастает прямо пропорцио- ния реверсивного сч нально. 40 ет уровень логическКоэффициент деления определяется щий режим вычитания по формуле а ключ 5 включен иКо Д В.о сч где К - сопротивление образцовогоорезистора 1;ДК - шаг квантования КПри К к с К процесс записи реверсивного счетчика 14 протекает аналогично описанному и отражен на фиг.2 д,е интервалом ьз, а процесслсчитывания, (вычитания) соответствует интервалу , на фиг,2 е. В момент времени й(фиг,2 ж) на выходе обну ления появляется короткий импульс (в этот момент в счетчике записано асывает триггерического "0",я на выходе обнусчетчика 14 появмени Сния триггера 15на его выходе)девиации сопротивИзменение состояисходит с частои может бытьческим устройстичия импульснойнапример логичес:б отрицательномотивления (КкКК , являетсяа выходе триггерарвале времени,тью ( с ), взаписывается кодно девиации сопзаписываетсяьным фронтом импаратора 8 напия сопротивлевления цифровогоэлемента И 10)гического "0",у фронту импульса,да делителя 12чный вход реверв нем устанавлиояние, соответстНа вход управлеетчика 14 поступаого "0", задаюКлюч 4 отключен,подключает на второй вход компаратора 8 напряжениеБ = 1 К. В течение всего интерва 45 ла времени, пока компаратор 8 находится в состоянии логической "1",в реверсивный счетчик 14 записывается код, пропорциональный величинесопротивления измеряемого резистора50 2 (К).Для определения величины измеряемого сопротивления К к в режиме измерения сопротивления необходимо учесть,что в этом случае= ь, (фиг,2 е),55 т.е, компаратор 8 находится в единичном состоянии при работе интеграторана участках линейного нарастания илинейного убывания, равных по време 1580283ни, при этом в реверсивный счетчик 14 записывается код числа Н2 К, так как реверсивный счетчик 14 в это время (ь +6) работает в режиме вычитания. Отсюда видно, что К= Н/2.Использование только одного источника тока - генератора 3 тока, ток которого задает уровень напряжения последовательно на образцовом и измеряемом резисторах 1 и 2, позволяет повысить точность измерения. Надежность работы повышена за счет того, что алгоритм работы жестко задается 15 импульсами с выхода делителя 12 частоты, которые зависят лишь от стабильности генератора 11 импульсов, которая может быть обеспечена достаточно высокой и не зависит от состояния компаратора 8 напряжения. Расширены и функциональные возможности цифрового омметра, так как он позволяет определить величину неизвестного сопротивления, знак и величину девиа ции измеряемого сопротивления.Формула изобретенияЦифровой омметр, содержащий гене ратор тока, инвертор, последовательно соединенные интегратор и компаратор напряжения, последовательно соединенные образцовый резистор и первый управляемый ключ, второк управля емый ключ и реверсивный счетчик, пер- вый контакт второго управляемого ключа соединен с первой клеммой для подключения первого вывода измеряемого регистра, вторые контакты первого и 1 О второго управляемых ключей соединены между собой и с вторым входом ком" паратора напряжения, второй вывод образцового резистора соединен с общей шиной и с клеммой для подключениявторого вывода измеряемого резистора,о т л и ч а ю щ и й е я тем, что,с целью повышения точности измерения,расширения функциональных возможнос".тей и повышения надежности работы, внего введены генератор импульсов,делитель, частоты, два элемента И, регистр, триггер и третий управляемыйключ, выход генератора тока соединен с вторым входом компаратора, первый и второй контакты третьего управляемого ключа соединены соответственно с положительным и отрицательнымполюсами источника двухполярного питания, третий контакт третьего управляемого ключа соединен с входом интегратора, управляющий вход третьегоуправляемого ключа соединен с выходом делителя частоты, с .установочнымвходом реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента Р 1, второйвход которого является входом управления цифрового омметра, выход первогоэлемента И соединен с входом управления реверсивного счетчика, счетныйвход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом компаратора,входом управления регистра и первымвходом триггера, второй вход которого соединен с выходом обнуления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами регистра,.выходы которого являются выходами цифровогоомметра, второй вход второго элементаИ соединен с выходом генератора импульсов и с входом делителя частоты,выход первого элемента И соединен суправляющим входом первого управляемого ключа и с входом инвертора, выход которого соединен с управляющимвходом второго управляемого ключа.смит етаосква, Ж обретениРаушска Подписноем и открытиям при ГКНТ Снаб., д. 4/5