Цифровой измеритель сопротивления

ОП ИСАН ИЗОБРЕТИ оюз СоветскиоцмалистическиРеспублик,11,77 (21 25 ниеи заявки Всударствввиый квмвте.СССР вв лавам кэабрвтевий и открытийБ, Б, Алякринский, В, А. Алани сесоюзный эаочн Заявител СОПРОТИВЛЕ Н ОВОЙ ИЗМЕРИТ 2 наличии возмущ температуры, п необходимое ч увеличено чтоторов (изменени напряжений и др.) аций должно быть ыстродействие аю итаюших сло ит снижае Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для измерения активных сопротивлений резисторов и реэистивных датчикови индикации измеряемой величины в цифровом виде в информационно-измеритель ных системах, телемеханических измерительных системах, в устройствах автоматики, и т,д,Известна обобщенная структурная схема измерительного прибора, реалиэуюшаяаддитивный итерационный метод измеренияэлектрических величин 1,Известный измеритель содержит аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройствот цифроаналоговый преобразователь, переключатель, включенный навходе измерителя, Однако этот измерительимеет тот недостаток, что при заданнойточности измерения число итераций определяется в значительной степени мультипликативной составляющей погрешностианалого-цифрового преобразователя. Поэтому для достижения заданной точности при политехнический институ 5Наиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровой измеритель 2, содержащий аналого-цифровой преобразователь, на входе которого Овключен переключатель, соедийенный с измеряемым сопротивлением и выходом цифроаналогового преобразователя, вычислитель и блок памяти, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с вычислителем, выход вычислителя соединен с блоком памяти, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом блока памяти, цифровой индикатор, включенный через ключ к блоку памяти и блок управления.Недостаток измерители заключается в низком быстродействии и невысокой точности при дестабилизирующих воздействи,ях (напряжение питания, температура).74.Реаерсивный счетчик 5, регистры 6 и 7и сумматор 10 входят в состав вычислителя и блока 11 памяти,Выходы регистров 6 и 7 также соединены с двумя параллельными входами блока 12 сравнения. Первый выход блокасравнения соединен с входом блока 13коррекции, выход которого связан с вторым корректирующим входом аналого-цифрового преобразователя 1. В востав цифрового измерителя входит также блок 14 .управления, выходы которого соединеныс первым входоь 1 элемента 15 совпадения, с уиравлякнцими входами регистров6 и 7, реверсивного счетчика 5, аналогоцифрового преобразователя 1, блока 13коррекции и переключателя 2. Второй входэлемента 15 совпадения соединен с вторым выходом блока 12 сравнения, е выходего - с управляющим входом ключа 8,73786Цель изобретения - повьпцение быстро-,действия при дестабщтизируюшнх воздействиях.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой измеритель сопротивления,содержащий последовательно соединейныепереключатель, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель, блок памяти и циф.роаналоговый преобразователь, выход ко.торого соединен с одним иэ входов переключателя, а также цифровой индикатор,:соединенный через ключ с блоком памятии блок управления, причем второй входпереключателя соединен с входным зажи мом устройства, введены блок сравнения, 15блок коррекции и элемент совпадения, выход которого соединен с управляющим входом ключа, один вход - с выходом бло 1 сауправления, второй - с вторым выходомблока сравнения, подключенного к выходу 20вычислителя, причем первый выход блокасравнения соединен с входом блока коррекции, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю.Вычислитель и блок памяти выполнены 25в виде реверсивного счетчика, двух регистров и сумматора, счетный вход ревер-.сивного счетчика соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход30ревере ерсивного счетчика соединен с входамипервого и второго регистров, выходы регистров соединены с входами сумматора," выход сумматора соединен с параллельными входами реверсивного счетчика.На чертеже показана функциональная 35схема цифрового измерителя сопротивления.Основной измерительной частью цифрового измерительного устройства является,грубый (неточный) аналого-юифровой пре-40образователь 1, На первом измерительном входе аналого-цифрового преобразователя 1 подключен переключатель 2, который соединен по первому входу с измеря-емым сопротивлением 3, а по второму45входу - с .выходом точного цифроаналогового, преобразователя 4, Выход аналогоцифрового преобразователя 1 соединенсо счетным входом реверсивного счетчика5, выход которого соединен с входами пер50вого и второго регистров 6 и 7 и ключа8. Выход ключа 8 соединен с цифровыминдикатором 9. Выходы регистров 6 и 7соединеий с входами сумматора 10, вы 55ход которого соединен с параллельнымивходами реверсивного счетчика 5, Выходырегистра 7, кроме того, соединены с входом цифроаналогового преобразователя 4. Л нелого-цифровой преобразователь 1содержит входной преобразователь 16 иисточник 17 опорного напряжения, выходы которых соединены с входами нульоргане 18. Вход преобразователя 16 является информационным входом аналогоцифрового преобразователя 1, Выход нульоргана 18 через формирователь 19 временного интервала соединен с первым управляющим входом ключа 20, второй входкоторого соединен с выходом кварцевогогенератора 21, Выход ключа 20 являетсявыходом аналого-цифрового преобразовате-.ля 1 и соединен со счетным входом реверсивного счетчика 5,Работа цифрового измерителя сопротивления осуществляется в три цикла; определяемых командными сигналами с блока14 управления,В первом цикле измерения по сигналамс блока 14 управления переключатель 2соединяет измеряемое сопротивление 3 спервым измерительным входом аналого-,цифрового преобразователя 1, происходятобнуление реверсивного счетчика 5 и регистров 6 и 7, а также установка реверсивного счетчика 5 в режим сложения,После выполнения атйх операций по сигналу с блока управления запускается входной преобразователь 16 и одновременноформируется передний фронт импульса навыходе формирователя 19,Во входном преобразователе 16 измеряемое сопротивление 3 преобразуется влинейно-изменяющееся напряжения, производная по времени которого пропорциональнавеличине этого сопротивления.По достижении линейно-изменяющимся напряжением величины опорного напри жения источника 17 срабатывает нуль-орган 18, пркращая работу преобразователя 16 и формируя задний фронт импульса на выходе формирователя 19, Сформированным импульсом открывается ключ 20. ивысокочастотные импульсы кварцевого генератора 21 в течение полученного интервала времени поступают на счетный . 10 вход реверсивного счетчика 5.Количество записанных в реверсивном счетчике 5 импульсов генератора 21 пропорционально измеряемой величине сопротивления 3, На этом, работа аналого-цифрового преобразо ф вателя 1 в первом цикле измерения заканчивается.В атом же цикле измерения информация, записанная в реверсивном счетчике 5, по команде с блока 14 управления пе ф реписывается в оба регистра 6 и 7, а с выхода регистров 6 и 7 параллельно переносится на входы сумматора 10. Следовательно, на выходе сумматора 10 запишется код, соответствующий удвоенному зна 2чению измеряемой величины сопротивления 3. С выхода сумматора 10 этот же код по параллельным входам переписывается в реверсивный счетчик 5. Таким образом, в конце первого цикла ИзмеренияЗОв реверсивном счетчике 5 будет записан код, соответствующий удвоенному результату измерения сопротивления 3, а в регистрах 6 и 7 - код измеренного сопротивления 3. 35Во втором цикле измерения переключатель 2 подключает вход аналого-цифрового преобразователя 1 к цифроаналоговому преобразователю 4,.выходное сопротивление которого соответствует коду, эацисан 40 ному в регистре 7, Работа аналого-цифрового преобразователя 1 осуществляется точно так же, как и в первом цикле измерения. Однако блок 14 управления устанавливает счетчик 5 в режим вычитания.45 При этом иэ кода, записанного в реверсивном счетчике 5 в конце первого цикла измерения (код, соответствующий удвоенному значению измеряемого сопротивления) происходит вычитание кора, соответ ствующего измеренному выходному сопротив лению цифроаналогового преобразователя 4, На выходе реверсивного счетчика 5 получается код, соответствующий первому53 итерационному результату измерения, который по команде иэ блока 14 управления записывается в регистр 7, В регистре 6 продолжает храниться код, соответствующий результату непосредственного изме-рения сопротивления.3 в первом цикле, Свыходов регистров.6 и 7 в этом же цикле измерении коды переносятся на входысумматора 10, где происходит их суммирование, Полученная сумма записываетсяв реверсивный счетчик 5. Таким образом,.в регистре 7 в конце второго цикла из-.мерения записан код, соответству 1 ощий первому интерационному результату измерения, а в регистре 6 остается записаннымкод, соответствующий непосредственномуизмерению в первом цикле.В третьем цикле измерения аналогоцифровой преобразователь 1 производитизмерение выходного сопротивления цифро аналогового преобразователя 4, набранногопо коду, хранящемуся в регистре 7, Приэтом реверсивный счетчик 5 установленв режиме вычитания, а образовавшийсякод (второй итерационный результат) заносится в регистр 6,Таким образом, в конце третьего цик,ла измерения в регистрах 6 и 7 оказываются записанными коды соответственновторого и первого итерационного результата измерения,Блок 12 сравнения сравнивает кодына выходе регистров 6 и 7. Без блока 12сравнения и блока 13 коррекции второйитерационный результат не может обеспечитьвысокой точности измерения при наличиивозмущающих факторов, так как измерение осуществляется сточным аналого-цифровым преобразователем 1.Равенство между собой первого и второго итерационных результатов измеренияявляется необходимым и достаточным условием отсутствия погрешности измерения,поэтому в измеритель дополнительно вводятся блок 12 сравнения и блок 13 коррекции.Если коды регистров 6 и 7 отличаютсябольше, чем на единицу младшего разряда(код второго итерационного реЭультатабольше кода первого), то блок сравнениявыработает на первом выходе импульсныйсигнал определенной длительности, поступающийна блок. коррекции, В блоке коррекции за время длительности этого импульса происходит срабатывание ключей,обеспечивающих допопнительный заряд запоминающего конденсатора в блоке, с которого снимается напряжение порога. Врезультате смещается порог отпираниянуль-органа 18, вызывая уменьшенйе чувствительности аналого-цифрового преобразователя 1,8и э о б р е т е н ия Формула 1. Цифровой измеритель сопротивлений, содержащий последовательно соединенные переключатепь, аналоге.цифровойпреобразователь, вычислитель, блок памяти и лщфроаналаговый преобразователь,выход когорого соединен с одним из вхо-доипереключателя, а также цифровой индикатор, .соединенный через ключ с блоком памяти и блок управления, причемвторой вход переключателя соединен свходным зажимом устройства, о т л и .ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повьппения быстродействия при дестабилизирующих воздействиях, в него введены блоксравнения, блок коррекции и элемент совпадения, выход которого соединен с управляющим входом ключа, один вход - с выходом блока управления, второй - с вторым выходом борла сравнения, подключенного к выхбду вычислителя, причем первый выход блока сравнения соединен свходом блока коррекции, выход которогоподюпочен к аналого-цифровому преобразователю.2, Измеритель по и, 1, о т л и ч аю ш и й с я тем, что вычислитель и блок.памяти выйолнены в виде реверсивногосчетчика, двух регистров и сумматора,счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом аналого-циФрового преобразователя, выход реверсивного начетчикасоединен с входами первого и второго регистров, выходы-регистров соединены свходами сумматора, выход сумматора соединен с параллельными входами реверсивного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Алиев Т. М., Сейдель Л, Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов, М., "Энергия", 1975.2. Авторское свидетельство СССР,03. 0 1,6 7. 7 73786Ясли код первого итерационного резуль"тата бойьше кода второго более, чем йиебйййцумладшего разряда регистров, тоблок сравнения вырабатывает на первомвыходе импульс той же длительности, но 5противоположной полярности. При этом происходит дополнительный разряд запоминающего конденсатора с помощью блокакоррек- цииВ результате смещается йорогМйЪфаниянуль-органа 18, вызывая увеличение чувствительности аналого-цифрового преобразователяя 1.Когда"укаэанные коды отличаютсямейьще; чем на единицу младшего разряда регистров 6 и 7, сигнал на нервом15выходе бпока сравнения отсугстиует, этооэначает, что аналого-цифровой преобразователь 1 не нуждается в коррекции, таккак его чувствительность близка к идеальной. В этом случае на втором выходе бло 20ка сравнения вырабатывается импульсныйсигнал, показывающий, что измеряемыерезуЖтаты являются точными, который поступает на второй вход элемента 15 сов 25падения. По команде с блока 14 управле,ния на первом входе элемента совпаденияЬ момент, когда в регистре 6 записанкод второго итерационнбго результата измерения появляется упрощающйй сйгйал,Э30отпирающий ключ 8. Результат измеренияс выхода регистра 6 выносится на цифровой индикатор 9.Таким образом, в цифровом измерителесопротивления автоматически осушествля"еФся коррекция аналого-цифрового преобра 35эователя 1, в результате которой разностьпервого ивгорого йтерационных результатов измерения стремится к нулю. Осушествгение указанного принципа коррекции ана 40лого-цифрового преобразователя 1 обеспечивает независимость точности измеренийпри воздействии медленно изменяющихсядестабилизирующих факторов: напряженйяпйтания и температуры, поскольку их вли-яние на аналого-цифровой преобразователь 45автбМатически устраняется корректирующим воздействием,