Устройство для измерения сопро-тивления

Союз СоветскикСоциалистическихРеспубликОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и 834602 61) Дополнительное к авт. свид-ву У 781709 (22) Заявлено 19. 12. 78 (21) 2700203/18-21 с присоединением заявки 1 е 7/02 сударстоенньш квинтет СССР оо делам нзобрвтвннй н открытой23) Приоритет Опубликовано 30. 05. 81Бюллетень М 3 УДК 621. 317. ,33(088.8) та опубликования описания 02 .06 . 8(72) Авторы изобретен И. Д. Бухтияров и С. И. Нова Алейник Специальное опытное проектно-кобюро СО ВАСХНИЛ 1) Заявит(54) УСТРОЙСТВО ЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕН Изо тельноносится к из етение отехникеля измерсти длячиков, наления. ер сп мировательль-органа,мпульсов содержитнвертор и первыйа преобразовательса в код - генераорой элемент совпады нуль-органов попервого элемента мож т бытьопротив два эле зован ия енииотивл нт со льнос а част я со ермо е имп и и да прот риме о ульсов и в причем вых ден чены ко входам овладения непосредственно и черенвертор, вторые входы нуль-органовоединены между собой, а к одному и входов второго элемента совпадения подключен генератор импульсов 11.Однако при использовании, например, в качестве измеряемого сопротивления металлического термометра сопротивления устройство позволяет измерять лишь положительные температуры, так как оно работоспособно при условии, когда измеряемое сопротивление больше или равно эталонному сопротивлению. При отрицательных температурах сопротивление,термометра становится. меньше значения эталонного сопротивления и на выходе формирователя импульсов устанавлиПо основному авт.св, 11 781709 известно устройство для измерения сопротивления, содержащее эталонное сопро.10тивление, параллельно соединенные сним конденсаторы, источник напряжения,подключенный к конденсаторам черезключевые элементы, и.коммутатор, формирователь импульсов, преобразовательт 5длительности импульса в код, счетчикимпульсов и индикатор, причем оба конденсатора подключены через ключевыеэлементы параллельно входам формирователя импульсов, выход которого подклю 20чен ко входу индикатора через последовательно соединенные преобразователь .длительности импульса в код и счетчик импульсов,торско-технологическогф Рйт 1",т3 8346 вается нулевой сигнал при любых значениях сопротивления термометра в области отрицательных температур.Таким образом, известное устройство не позволяет измерять значения со 5 противления термометра при минусовых температурах.Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерений.Поставленная цель достигается тем, 10 что в устройстве для измерения сопроФ ,тивления, содержащем эталонное сопротивление, параллельно соединенные с ним конденсаторы, источник напряжения, подключеиный к конденсаторам 15 через ключевые элементы, и коммутатор, формирователь импульсов, преобразователь длительности импульса в код, счетчик импульсов и индикатор, причем оба конденсатора подключены Через 30 ключевые элементы параллельно входам формирователя импульсов, выход которого подключен ко входу индикатора через последовательно соединенные преобразователь длительности импульса 25 в код и счетчик импульсов, формирователь импульсов содержит два нуль-органа, два инвертора, три элемента 2 И-НЕ, регистратор полярности, причем первые входы нуль-органов соединены ЗО соответственно с первым и вторым входами формирователя импульсов, вторые входы нуль-органов объединены и под-. ключены к корпусу, выход первого нуль- органа соединен с первыми входами ре- З 5 гистратора полярности, первого элемента 2 И-НЕ и через первый инвертор с первым входом второго элемента 2 И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго нуль-органа и через второйфО инвертор со вторыми входами регистратора полярности, первого элемента 2 И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 2 И-НЕ, второй вход которого соединен свыходом вто рого элемента 2 И-НЕ, а выход - с выходом формирователя импульсов.На фиг, 1 представлена блок-схема.предлагаемого устройства для измерениясопротивления; на фиг. 2 - эпюры на 50 пряжений, поясйяющие его работу.Устройство содержит измеряемое сопротивление, например термометр 1 со"противления, эталонное сопротивление 255конденсаторы 3 и 4, ключевые элементы 5-10, источник 11 напряжения, коммутатор 12, формирователь 13 импульсов, состоящий из нуль-органов 4 и 02 ф 15, инверторов 16 и 17, элементов 2 И-НЕ 8-20, регистратора 21 полярности, например, состоящего из триггера 22 и индикатора 23 знака, преобразователь 24 длительности импульса в код, выполненный, например, в виде стабильного генератора 25 импульсов и элемента 26 совпадения, счетчик 27 импульсов, индикатор 28.Работа устройства сводится к двум полуциклам: подготовительному и измерительному (фиг. 2, интервалы и 1 д=й соответственно).В подготовительный полуцикл коммутатор 12 замыкает ключевые элементы 6, 7, 9 и 10 (фиг2 а, интервал й -- й ) и размыкает ключевые элементы 5 и 8 (фиг. 2 б, интервал йо=С ).О При рассмотрении работы устройства принято, что наличие положительного напряжения на ключевом элементе устанавливает его в положение замкнуто, отсутствие напряжения - в положение разомкнутоКонденсаторы 3 и 4 через замкнутые ключевые элементы 6 и 7 заряжаются до напряжения источника 11 (фиг. 2 в, г, интервал С = С соответственно). На выходе нуль-органов 14 и 15 устанавливается нулевой потенциал, так как ключевые элемен-. ты 9 и 10 замкнуты (фиг. 2 д, е, интервал 1 =1 соответственно), на выходах йнверторов 16 и 17 устанавливается логическая единица (фиг, 2 ж,з, интервал .С о = 1 соответственно), на выходе элементов 2 И-НЕ 18 и 19 устанавливается логическая единица (фиг. 2 и, к, интервал 10 =1 соответственно), а на выходе элемента 2 И-НЕ 20 устанавливается логический нуль (см. Фиг. 2 л, интервал 1 о =й, )Триггер 22 регистратора 21 полярности может быть выполнен в виде О-триггера, работа которого сводится к следующему. При наличии перепада нуль-единица на его тактовом входе прямой выход триггера принимает значение информационного входа, а при наличии перепада единица-нуль на тактовом входе прямой выход триггера сохраняет предыдущее значение. Паэтому на прямом выходе триггера 22 уста-, навливается логический нуль (фиг.2 м, интервал й О = й, ), а на инверсном выходе - логическая единица (фиг. 2 н, интервал 10 =д )В измерительный полуцикл работыустройства (фиг. 2, интервал= 1)5 8346 ключевые элементы 5 и 8 замкнуты, а ключевые элементы 6, 7, 9 и 10 разомкнуты. Конденсаторы 3 и 4 начинают разряжаться через сопротивления 1 и 2 (фиг. 2 в, интервал й = й 4 и фиг. 2 г,5 ра р. = )В рассматриваемом случае сопротивление измеряемого сопротивления 1 больше эталонного сопротивления 2, т.е. в рассматриваемом случае температура 10 положительная. В соответствии с длительностью разряда конденсаторов 3 нуль-орган 14 формирует импульс Т -1 (Фиг. 2 д), а нуль-орган 15 - импульс(Фиг. 2 г) в соответствии с 15 длительностью разряда конденсатора 4. Эти импульсы инвертируются инверторами 16 и 17 (фиг.2 ж, з, интервалы= Й-, й = С, соответственно), на выходе элемента 2 И-НЕ 18 сохраняетО ся значение логической единицы.(фиг.2 и, интервал= С)формула изобретения Устройство для измерения сопротивления по авт.св. Ф 781709, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, формирователь, импульсов содержит два нуль-органа, два инвертора, три элемента 2 И-НЕ, регистратор полярности, причем первые входы нуль- органов соединены соответственно с первым и вторым входами формироватет ля импульсов, вторые входы нуль-органов объединены и подключены к корпусу, выход первого нуль-органа соединен с первыми входами регистратора полярности, первого элемента 2 И"НЕ и через первый инвертор с первым входом второго элемента 2 И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго нуль-органа и через второй инвертор со вторыми входами регистратора поляр-. В момент времени 1 на выходе элемента 2 И-НЕ 19 устанавливается логичес 25 ,кий нуль, значение которого сохраняется до момента времени(фиг. 2 к) . Эта длительность является инвертированной разностью длительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1, 2, которая получается на выходе элемента 2 И-НЕ 20 (Фиг. 2 л, интервал Ф =14). В тот,же момент времени 1прямой выход триггера 22 принимает значение логической единицы так как измеряемое сопротивление 1 больше эталонного 2. Это состояние, сохраняется в интервале о =С 6 (Фиг. 2). Работа элементов устройства в этом интервале аналогична описанной выше, т.е, на выходе элеЮ мента 2 И-НЕ 20 формируется длительность, равная разности длительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1 и 2, которая преобразуется в последовательный код преобразователем45 24 длительности импульса в код, обрабатывается счетчиком 27 и индицируется индикатором 28. На прямом выходе триггера 22 сохраняется значение логической единицы. В соответствии с состоянием выходов триггера 22, индикатор 23 знака индицирует однозначныйзнак, например плюс. Индикатор знака 23 может быть выполнен, например в виде простейшего логического дешифратора и двух светодиодов. В интервал времени С = С (Фиг. 2 д) рас-. смогрено состояние, когда, измеряемое сопротивление 1 становится меньше эта 02 блонного сопротивления 2, и тогда навыходе элемента 2 И-НЕ 9 сохраняетсязначение логической единицы (фиг.2 к,), а на выходе элемента 2 И-НЕ 18возникает инвертированная разностьдлительностей измеряемого и эталонного сопротивлений 1 и 2, которая такжепроходит на выход элемента 2 И-НЕ 20(Фиг. 2 л, интервал 1, = й ), т,е.при любых вариациях измеряемых сопротивлений, как в сторону значений боль"ших эталонного, так и в сторону меньших, на выходе формирователя 13 импульсов формируются импульсы длительностью, равной абсолютной величинеразности длительностей измеряемогои эталонного сопротивлений 1 и 2. Вмомент времени й состояние выходовтриггера 22 меняется на противополож,ное, На прямом выходе триггера 22устанавливается. значение логическогонуля (фиг. 2 м, й ), а на инверсном -состояние логической единицы (фиг.2 н):и индикатор 23 знака меняет свое состояние и будет индицировать как знакминус,В момент времени(фиг. 2) сопротивление измеряемого сопротивления 1 опять становится больше эталонного, что приводит к соответствующимизменениям сигналов на элементах формирователя 13 импульсов. Работа остальных элементов устройства аналогична описанной выше.7ности, первого элемента 2 И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 2 И-НЕ, второй. вход которого соединен с выходом второго элемента 2 И-НЕ, а выход - с выходом формирователя импульсов. 8346028Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 781709,но заявке Р 266588/18-21,кл. Я О 1 Р 27/02, 09.0,1.78 (прототип),Составитель Л.ФоминаР ж К. И а т е.Г р ж р Ф .л. Не ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Тираж 73ственного кобретений и-35, Раушск ДНИИПИ Государ по делам из 13035, Москва, Ж