Цифровой омметр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоцивлнстическикРеспублик оо 983580(22) Заявлено 28. 11. 80 (21) 3008734/18-21 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -6 01 В 27/14 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийОпубликовано 231282 Бюллетень Йо 47 Дата опубликования описания 23,12.82 133)УДК б 21.317(72) Авторы изобретения О.М.Гончар, В,В.Кравченко и С.С.Кукавский Сибирский филиал Всесоюзного ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательского институтагидротехники им. Б.Е.Веденеева(54) ЦИФРОВОЙ ОМИЕТР Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике,Известен цифровой омметр, содержащий тактовый генератор, генераторквантующих импульсов, источникопорного напряжения, генератор пилообразного напряжения, два компаратора,. триггер, схему И, преобразователь сопротивление - постоянное напряжение, счетчик индикатор1.Однако известное устройство обладает следующими недостатками: погрешность измерения за счет изменения коэффициента передачи генератора пилообразного напряжения, погрешность измерения за счет смещения .нуля компараторов.Наиболее близким.к предлагаемомуявляется устройство, содержащее тактовый генератор, генератор квантующих импульсов, источник опорногонапряжения, преобразователь сопротивление - постоянное напряжение,схему И, счетчик, цифро-аналоговыйпреобразователь, компаратор, индикатор ( 2.Недостатки известного устройства - погрешность измерения за счетсмещения нуля цифро-аналогового преобразователя; погрешность измерения за счет изменения коэффициентапередачи цифро-аналогового преобразователя; погрешность измерения за счет смещения нуля компаратора.Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем что в цифровой омметр, содержащий тактовый генератор, генератор квантующих импульсов, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор,. элемент И, счетчик, преобразователь сопротивление-напряжение, индикатор, источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с входом компаратора, другой вход которого соединен с выходом преобразователя сопротивление- напряжение, выход генератора квантующих импульсов соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход Сброс которого соединен с выходом тактового генератора, введены дифференцирующая цепь, и элементов ИЛИ, три элемента И, блок управления, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор, два триг 983580гера, два счетчика, ключ, сумматор,элемент ИЛИ, причем выход тактовогогенератора соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходом первого ивторого. триггеров, входом фСбросвторого счетчика и третьим входом 5блока управления, выход квантующегогенератора соединен с входами второгои третьего элементов И, выход перво"го компаратора соединен с входомчетвертого элемента И, третьим входом 0 через счетный вход третьего счетчика с входами второго цифро-аналогового п 18 еобразователя, выход которого через сумматор соединен с первымвходом второго компаратора и преобразователем сопротивление-напряжение,выход элемента ИЛИ соединен с вхо"дом Сброс третьего счетчика, выходпервого триггера через ключ.соединен с вторьм входом сумматора, выход второго триггера соединен спервым входом третьего элемента И,второй вход второго компаратора соединен с выходом первого цифро-аналогового преобразователя, а входывторого цифро-аналогового преобразователя и два входа ключа соединеныс источниками опорного напряжений.На Фиг,1 приведена блок-схемаустройства; на фиг.2 - эпюры напряжений,Устройство содержит тактовый генератор 1, счетчнки 2-4, триггеры5 и 6,.блок 7 управления, цифро-аналоговый преобразователь 8, ключ 9,50 сумматор 10, генератор 11 квантующих импульсов, элемент И 12, цифроаналоговый преобразователь 13, компа.ратор 14, преобразователь сопротивление - напряжение 15, элемент И 16,компаратор 17, дифференцирующую цепь 6018, элемент ИЛИ 19, элемент И 20,и элементом ИЛИ 21.1-21.п, элементЙ 22, индикатор 23,Устройство работает следующим образом. 65 блока управлений и через дифференцирующую цепь с вторым входом первого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, и выходов первого счетчика через и элементов ИЛИ соединены с п вхо дами первого цифро"аналогового преобразователя, другие входы и элементов ИЛИ соединены с выходом четвертого элемента И, второй вход косторого через второй триггер соеди нен с выходом второго компаратора, вторым входом блока упРавления и с вторым входом третьего элемента И, , выход которого соединен,со счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с индикатором, первый и второй выходы блока управления соединены с другими входами первого и второго элементов И соответственно, выход второго элемента И соединенЗ 0 С приходом импульса с тактового генератора 1 устанавливаются в нуль счетчики 2,3 и 4, триггеры 5 и 6, прямой выход блока 7 управления, а его инверсный выход устанавливается в единицу 1. При этом на выходе четырехквадратного цифроаналогового преобразователя 8 (в дальнейшем будем его называть просто цифро-аналоговый преобразователь 8) появляется максимальное отрицательное напряжение О (соответствующее нулевому состоянию счетчика 2), а с выхода ключа 9 на один из входов сумматора 10 поступает отрицатель ное напряжение 00 (0 оЪ 1 По, )Импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 12 поступают на счетный. вход счетчика 3, Выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 13 поступает на второй вход сумматора 10 и, как только его выходное напряжение сравнивается с напряжением П цифро-аналогового преобразователя 8, срабатывает компаратор 14. В результате этого срабатывает триггер 5 и блок 7 управления, напрямом выходе которого установится потенциал единицы, а на инверсном - .нуляф, останавливается счетчик 3, на выходе сумматора 10 останется напряжение, равное П, йа выходе преобразователя сопротивление-постоянное напряжение 15 напряжение"Х " ЪИЬф (1) где Вб - образцовое сопротивление, а импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 16 поступают на счетный вход счетчика ,2. Как только входное напряжение цифро-аналоговбго преобразователя 8 сравняется с напряжением О)(, сработает компаратор 17, Продифференцированный импульс дифференцирующей цепи 18 поступит на счетный вход триггера 6 и через элемент ИЛИ 19 на Сбросф счетчика 3, С выхода элемента И 20 потенциал .единицы через элементы ИЛИ 21.1-21.п поступает на управляющие входы цифро-аналого вого преобразователя 8. В результате этого на выходе цифро-аналогово-. го преобразователя 8 появляется максимальное положительное напряжение О с выхода ключа 9 на вход сумматора 10 поступает положительное напряжение П (004.Я), на прямом выходе блока 7 управления устанавливается потенциал нуля, а на инверсном - единицыф и импульсы с генератора 11 квантующих импульсов через элемент И 12 поступают на счетный вход счетчика 3. Как только напряжение на сумматоре 10 сравняется с напряжением Ц цифро-аналого983580 ваго преобразователя 6, сработаеткомпаратор 14, триггер 5 вернетсяв исходное бостояние, на управляющие входы цифро-аналогового преобразователя поступит код, записанный.,в счетчике 2, на выход преобразователя сопротивление - постоянное напряжение 15 напряжение 0 к=0 ВХ/В,иа прямом выходе блока 7 управления установится потенциал фединицц, а на инверсном - нуля, счетчик 3 останавливаетсяТеперь импульсы с генератора 11 квантукзцихимпульсов через элемент И 16 поступают на счетный вход счетчика 2 иодновременно через элемент И 22 насчетный вход счетчика 4. И как только напряжение цифро-аналогового преобразователя сравняется с напряжением 0 Х= 04 В/, сработает компаратор 17. На обоих выходах блока 7управления устанавливаются потенци"алы фнуля 1, импульс с дифференцирующей цепи поступает на счетныйвход триггера 6, возвращая его висходное состояние, и через элемент ИЛИ 19 - на вход Сброс счечика 3, счетчики 2,3 и 4 останавливаются. Результат измерения в виде цифрвысвечивается на индикаторе 23;С,приходом следующего импульсас тактового генератора 1 цикл измерения повторяется.Результат": измерения И определяется по формулеЯ = (2 и) -В,Х, Вофгде В.( " измеряемое сопротивлениеВо - образцовое сопротивление;и - количество двоичнык разря-.дов цифро-аналоговогопреобразователя 8,Очевидно 7 что результат измеренине зависит от смещения. нуля и изменения коэффициента передачи цифро-аналогового пре 6 бразователя 8,так как Фактически происходит из. мерение его экстремальных выходныхнапряжений, а затем ищется отношение 0)(0 Щ/О,), пропорциональноеотношению измеряемого сопротивленияВ к, обРазцовомУ Ва (бУдем считать,. что за время измерейия величина напряжения смещения нуля не изменяется).Очевидно также,.что результат измерения НХ не зависит н от смещения нуля компаратора 17. Покажем этоИз эпюр напряжений на (фиг,2) и описания, работы устройства видно, что 10 Я= (2-1) -н Вх(4)Х ВоПокажем, что результат измерения15 не зависит и от смещения нуля камт,паратора "14.20 где А " напряжения смещения нуля ком"паратора 14,ОтсюдаЯ = (2 -1)-, (6)ВаФормула изобретениятЦифровой осетр, содержащий тактовый генератор, генератор хвантующихимпульсов, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор, элемент И,30 счетчик, преобразователь сопротивление - напряжение, индикатор, источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с входом цифро-ана 35 логового преобразователя, выход ко-торого соединен с входом комнаратора,другой вход которого соединен с выходом преобразователя сопротивлениенапряжение, выход генератора квантую 49 щих импульсов соединен с первым вхоядом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика,.вход ффСброс. которого соединен свыходом тактового генератора,.о т45 л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены дифференцирующаяцепь, и элементов ИЛИ, три элемента И, блок управления, цифро-аналоговый преобразователь, компаратор,два триггера, два счетчика, ключ,сумматор, элемент ИЛИ, причем вы.ход тактового генератора соединен с .первым входом элемента ИЛИ, входомпервого и второго триггеров, входом 1 Сбросф второго счетчика и трФтьим входом блока управления, выходквантующего генератора соединен с.входом второго и третьего элементов И, выход первого компаратора60 соединен с входом четвертого эле-.мента И, третьим входом .блока управления и через диФференциРующуюцепь с вторым входом первого триггера и вторым входом элемента ИЛИ,65 и выходов первого счетчика через 25 и ( х Ь ь % 04,Ою где 0 , - амплитуда напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 8, соответствующая максимальному коду на его управляющйх входах;0 - амплитуда напряжения иа зы"оходе цифра-аналоговогопреобразователя 8, соот"ветствующая коду 1 фнуляна его управляищих входах 1Ь - напряжение смещения нулякомпаратора 17.Отсюдап элементов соединены с й .входамипервого цифро-аналогового преобразователя, другие входы п элементов,ИЛИ соединены с выходом четвертогоэлемента И, второй вход котсрогочерез второй триггер соединен с выходом второго компаратора, вторымвходом блока управления и с вторымвходом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входомвторого счетчика, выходы которогосоединены с индикатором, первый ивторой выходы блока управления соединены с другими входами первого ивторого элементов И соответственно,выход второго элемента И соединенчерез счетный вход третьего счетчика с входами второго.цифро-аналогового преобразователя, выход которого через сумматор соединен спервым входом второго компаратораи преобразователем сопротивление -напряжение, выход элемента ИЛИ соединен с входом Сброс третьегосчетчика, выход первого триггерачерез ключ соединен с вторым входомсумматора, выход второго триггерасоединен с.первым входом третьегоэлемента И, второй вход второго компаратора соединен с выходом первогоцифро-аналогового преобразователя,а входы второго цифро-аналоговогопреобразователя и два входа ключасоединены с источниками опорногонапряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе15 1. Мирский.Г.Я. Радиоэлектронныеизмерения, М., Энергия, 1975,с. 296, 303.2. Шило В.Л. Линейные интеграль-.ные схемы в радиоэлектронной аппара 20 туре. М Сов. радио, 1979,с. 337 прототип)983580 Составитель О.Панчернедактор И.Николайчук Техред М.Тепер орректорА Гриценк дписное каз 5 Филиал П фПатентф, г, ужгород, ул ктная 912/52Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, 717го комиийиотРаушск та СССРнтийнаб.,