Цифровой измеритель сопротивления

(6 ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 22.02.80(2) 2887475/18-21с присоединением заявки М(23) Приоритет(5)М. Кл. 6 01 й 2702 3 Ьауааретеаииый каиитет СССР ав делан изфбретеиий и фтхритийОпубликовано 23.10.81. Бюллетень,Не 39 Дата опубликования описания 25 . 1 0.81 72) Авторы изобретения Ф. Андрейченко и О.П. Дьяко 71) Заявитель 54) ЦИФРОВОЙ ИЗИЦИТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ 1носится к измерительедназначено для из- ских сопротивлений Изобретение ной технике и п мерений электри путем преобразо сигналов в част я электрическихследования импульВ а Извжащий тен ди стотны кретныи омм сод етчики,тчики, счсоединеннастоты, и управляходом умпитания мыи ч ык 1 О ножителя ч ст вление.ов иснольталонное сопро качестве чаованы диффер отных датчные к и тов преобразо вход одн источнико эталонным тели типа ток - частот о из которых соединен питания и измеряемым и опротивлениями, вход д точником питания и иэм а,ого и еемым сопротивлени выход одн ерез посл годостчико одключе вательно включенные умножитель ч тоты и ключ к входу счетчика импульсов, а выход второго частотй датчика подключен к входу второго счетчика 1.11.Недостатком этого дискретного омметра является наличие погрешности измерения омметра за счет влияния входного сопротивления частотного датчика, что имеет существенное значение при измерении малых сопротивлений.Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель сопротивлений, содержащий частотные датчики, источник питания, умножитель частоты, счетчик импульсов,первый частотный датчик, связанный с умножителем частоты, эталонное сопротивление, второй частотный датчик, связанный со счетчиком импульсов через ключ, управляющее устройство, устройство отображения информации, реверсивный счетчик, ключи, элемент задержки и элемент ИЛИ, причем умножитель частоты подключен к реверсивному счетчику через ключи,30 управляющие входы которых соединены . с выходами управляющего устройства, другие выходы которого связаны со счетчиком импульсов, входами элемента ИЛИ и управляющими входами ключа, установленного между источником питания и измеряемым сопротивлением и ключа, установленного между источником питания и входом второго частотного датчика, причем выход элемента 1 р ИЛИ связан через элемент задержки с ключом на выходе второго. частотного датчика 1 21.Недостаткомэтого измерителя является наличие погрешности измерения, 1 обусловленной возможньп 4 различием коэффициентов передачи двух частотных датчиков.Цель изобретения - повышение точности измерения.20Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель сопротивления, содержащий частотный преобразова-, тель, например квантовый преобразователь типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питания, второй вход - с выходом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резисто%ра, а управляющий вход соединен с первым выходом блока управления, выход частотного преобразователя соеди.нен через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход кото З рого соединен с управляющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерителя для подключения измеряемого сопротивления, элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами четвертого и пятого ключей, входы которых объединены, введены генератор импульсов, дифференцирую . щий элемент, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа, причем вторая входная клемма измерите-ля для подключения измеряемого сопротивления соединена с выходом источ ника питания, со вторым выводом эталонного резистора и с входом шестого ключа, выход которого соединен со вто; рым входом частотного преобразователя и с выходом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с входами четвертого и пятого ключей, выход реверсивного счетчика соединен со вторым входом блока управления, первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, с входом третьего элемента задержки и с управляющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с управляющим входом четвертого ключа, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым. входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирукщий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерителя.На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя сопротивления.Устройство содержит измеряемое сопротивление 1, эталонный резистор 2, частотный преобразователь 3, например квантовый преобразователь типа ток в часто, ключи 4, 5, 6 и 7, счетчик 8 импульсов, генератор 9 импульсов (например, кварцевый генератор), ключи 10, 11, реверсивный счетчик 12, блок 13 управления, элементы ИЛИ 14, 15 и 6, элементы 17, 8 и 19 задержки, дифференцирующий элемент 20, ключ 2.Цифровой измеритель сопротивления работает следующим образом.При включении измерителя блок 3 управления открывает ключи .4, 7 и 10 Ключи 7 и 10.открываются через время, равное времени задержки .с целью учета переходных процессов в частотном преобразователе 3. Через магнитную систему частотного преобразователя 3 начинает протекать ток 1,1, равныйЕВх(на чертеже не показан);Й 1 - измеряемое сопротивление 1;- входное сопротивление частотного преобразователя 3.С выхода частотного преобразова" теля 3 импульсы с частотой следования , которая обратно пропорциональна сопротивлению Й 1+ 881, поступают на счетчик 8.импульсов. Одно- О временно на реверсивный счетчик 12 поступают импульсы от генератора 9 импульсов с частотой следования 1 ГПосле заполнения счетчика 8 импульсов с его выхода выдается сигнал 5 на блок 3 управления.При этом ключи 4, 7 и 1 О закрываются.Время Т 4 в течение которого происходит заполнение счетчика 8 импульсов, равно 20 где М - число импульсов в заполнен. -ном счетчике 8 импульсов(емкость счетчика 8 импульсов);К - коэффициент пропорциональности.За это время число импульсов И в реверсивном счетчике 2 равно 35По сигналу с блока 13 управления через элемент ИЛИ 15 и дифференцирующий элемент 20 сбрасывается счетчик 8 импульсов и открывается ключ 5, подключающий ко входу частотного пре образователя 3 источник питания Е.Через промежуток времени, определя-, емый элементом 18 задержки, открываются ключи 7 и 11. На вход частотного преобразователя 3 начинает поступать ток 1, равный 06 6 При этом вемя Т.заполнения счет" чика 8 импульсов равно За это время в реверсивном счетчике 12 вычитается количество импульсов И , равноеИ 1 вх2. Г 2 Г К 1: В результате в реверсивном счетчике 12 остается число И импульсов сЕ 1 2 Г КЕ Г КЕ т.е. получим число И ,пропорциональное 81. Однако при этом, как видно из полученного выражения, на точность измерения влияет разброс напряжения источника питания Е.Для устранения влияния разброса напряжения источника питания после заполнения счетчика 8 импульсов по сигналу с блока 13 управления через дифференцирующий элемент 20 и элемент ИЛИ 15 счетчик 8 импульсов сбрасывается и ключи 5, 7 и 11 закрываются, открывается ключ б, а ключи 7 и 11 открываются через промежуток времени, определяемый элементом 19 задержки. На вход частотного преобразователя 3 начинает поступать токравный Счетчик 8 импульсов начинает заполняться импульсами с частотой следования Г, а в реверсивном счетчике 12 производится вычитание оставшегося числа импульсов Иимпульсами, поступающими от генератора 9 импульсов до нуля. Время Т, в течение которого производится вычитание, равно56На счетчик 8 импульсов начинают поступать импульсы с частотой следова ния 1, обратно пропорциональной сопротивлению ВЗ 1 а от генератора 9 импульсов через открытый ключ 11 импульсы поступают на второй вход реверсивного счетчика 12, где производится вычитание записанных импульсов. Когда реверсивный счетчик 12 установится в нуль, с его выхода выдается сигнал в блок 3 управления, ключи б, 7 и 11 закрываются, открывается ключ 21 и на выход измерителя выдается записанное в счетчике 8 импульсов число Иимпульсов, поступивших.от частотного преобразователя 3 эа время Т, равноеКЕ ьиЬнки1 Ъ 1 , Я 1 1, М(Ю 3 В Этак как Яви Я известны.Как следует из полученного соотношения, влияние разброса источника ,питания исключается.Предлагаемое изобретение позволяет исключить влияние раэбросов коэффициента передачи К частотных преобразователей на точность измерения, 5 При этом точность измерения определяется кратковременной нестабильностью преобразования, которая мала из-за идентичных условий работы, разряднос гью счетчиков, а также погрешнос р тью генератора эталонной частоты, которая может быть обеспечена существенно меньшей, чем овика преобразования. Суммарная погрешность измерений не превышает 0,005-0,0017 25формула изобретенияЦифровой измеритель сопротивления, содержащий частотный преобразователь, например кнантовый преобразователь типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питания, второй вход - с выходом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резистора а управляющий вход соединен с первым, выходом блока управления, выход частотного преобразователя соединен через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход которого сое- ф динен с управляющим входом третьего45 ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерителя для подключения измеряемого сопротивления, элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которого50 соединены соответственно с выходами . четвертого и пятого ключей, входы которых объединены, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью понышения точности измерения, нведены генератор импульсов, дифференцирующийэлемент, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа, причемвторая входная клемма измерителя дляподключения измеряемого сопротивле"ния соединена с выходом источникапитания, со вторым ныводом эталонного резистора и с входом шестогоключа, выход которого соединен совторым входом частотного преобразователя и с выходом третьего ключа, вы-,ход генератора импульсон соединен свходами четвертого и пятого ключей,выход реверсивного счетчика соединенсо вторым входом блока управления,первый выход которого соединен совходами второго элемента задержки нс первым входом третьего элементаИЛИ, второй вход которого соединенс третьим выходом блока управления,с входом третьего элемента задержкии с управляющим входом шестого ключа,выход второго элемента задержкисоединен с первым входом второгоэлемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с управляющим входомчетвертого ключа, третий вход первогоэлемента ИЛИ соединенс выходом третьего элемента задержки и со вторымвходом второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с управляющим входом пятого ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим вхо. -дом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управления, четвертыйвыход которого соединен с управляющим входом седьмого ключа, вход которого соедииен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которогосоединен через дифференцирующий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ,выход седьмого ключа соединен с выходом измерителя.Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 390474, кл. 6 01 Я 27/14, 1971.2. Авторское свидетельство СССРУ 705380, кл. С 01 Я 27/14, 1977Составитель Л. ФомиРедактор Т. Кугоышева Техоед А, Ач рректоо А. Дэяткодписное та ССС рытиия наб.д 5 1. Ужгор ул. Проектная Филиа акаэ 9326/70 ВНИИПИ Государс по делам иэо И 3035 Иосквад л ППП "Патен