Устройство для автоматизированного измерения разности эдс нормальных элементов

.1. Ац гощаа Сопгго 1Тгапвасг 1 опеазцгещепг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Меры электродвижущЭлементы нормальные. Мки ГОСТ 8.212-84.Н 1 гауаща Н., Мцгауаг 1 с Меаэцг 1 п 8 Бузгещ ГоГ Бгапдагг Се 11 з. 1 ЕЕо 1 1 пзггцщепгаг 1 оп апс 1ч. 1 М, У 4, 1972.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ЭДС НОРМАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение служит для повышения точности измерения путем поразрядного уравновешивания разности ЭДСнормальных элементов. Устройствосодержит коммутатор 1, термостат 2,процессор 6, цифровой вольтметр 7,блок 9 ввода-вывода, блок 10 микропрограммного управления, арифметикологическое устройство 11, оперативнозапоминающее устройство 12 и блок 13печати. Для достижения цели в устройство введены делитель 4, управляемый источник 5 калиброванных напряжений, управляемый двухпоэиционныйпереключатель 8 и образованы новыефункциональные связи. 6 ил.20 Устройство для автоматизированного измерения разности ЭДС нормальных элементов работает следующим образом.Исследуемые нормальные элементы после установки в термостате 2 выдерживаются при заданной температуре в соотнетствис (1). Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использованодля массовой поверки и разбраковкинормальных элементов.Цель изобретения - понышение точности путем поразрядного уравновешивания разности ЭДС нормальных элементов,На фиг. 1 приведена структурная 10схема устройства для автоматизированного измерения разности ЭЛС нормальных элементов; на фиг. 2 - электрическая принципиальнаях схема аналоговой части устройства; на фиг. 3, 4и 5 - укрупненная блок-схема алгоритма функционирования процессора; нафиг6 - временная диаграмма процессауравновешивания разности ЭЛС нормальных элементов.Устройство для автоматизированного измерения разности ЭДС нормальныхэлементов содержит коммутатор 1,входные клеммы которого соединеныс парами нормальных элементов, находящихся н термостате 2, а выход связан с первым входом компаратора 3.Второй вход компаратора 3 через делитель 4 связан с выходом управляемогоисточника 5 калиброванных напряжений.Управляющие входы источника 5 и коммутатора 1 подключены соответственнок первому и второму управляющим выходам процессора 6. Вход цифровоговольтметра 7 через двухпозиционный35переключатель 8 связан с выходом коммутатора 1 и выходом компаратора 3.Управляющий вход переключателя 8 соединен с третьим управляющим выходомпроцессора 6, Выход цифрового вольтметра 7 связан с процессором 6. Последний содержит блок 9 ввода-вывода,связанный с блоком 10 микропрограммного управления, арифметико-логи-ческим устройством 11 оперативно-за 45поминающим устройством 12 и блоком13 печати. Блок 10 связан с арифметико-логическим устройством 11 и оперативно-запоминающим устройством 12,связанным также с арифметико-логи 50ческим устройством 11. При измерении разности ЭЛС нормаль. ных элементов выбор пары осуществляется с помощью комммутатора 1 управляемого процессором 6 в соответствии с программой. При этом на ныходе коммутатора 1 появляется измеряемая разность ЭДС выбранной пары нормальных элементов.Измерение осуществляется в два тактаВ первом такте процессор 6 устанавливает переключатель 8 н положение а . При этом цифровым вольтметром 7 измеряется разность ЭЛС выбранной пары и определяется ее знак. Измеренная разность ЭЛС используется при определении первого значения напряжения компенсации для предварительной его установки на источнике 5 калиброванных напряжений во избежание перегрузки нормальных элементов. Затем посредством процессора 6 осуществляется установка переключателя 8 в положение ь . И во втором такте с помощью процессора 6 в процессе многократного сравнения измеряемой разности нормальных элементов со значением компенсирующего напряжения циклически отрабатывается компенсирующая величина напряжения.Измеряемая разность ЭЛС нормальных элементов по величине не превы 6шает Ф 100 10 В. С помощью нольтметра 7 в этом диапазоне напряжений можно достонерно получить только две значащие цифры значения разности, Полученный результат представляет собой(1) где Ь - предел погрешности цифровоговольтметра 7;П - действительное значение измеряемой разности.Лля использования однополярного напряжения компенсации в источнике 5 предварительно измеренная разность ЭДС нормальных элементов берется с недостатком, т.е. с помощью процессора 6 измеренному значению П присваивается значение (фиг. 6)Ць,6Цчьи с учетом (1) граничные значенияпри 13 ц =П +ЬО,ЬЦ -2 Ь при П =Ц-Ь. (2)Первое значение напряжения компенсации, устанавливаемое на источнике 5 калиброванных напряжений, представляет собой сумму предварительно3 1337 измеренной разности ЭЦС и зцлчения первой ступени компенсации, увеличенную в 1 с раз (где 1 с - коэффициецт деления делителя), т.е, ца выходе источника 5 калиброванных напряжений устанавливается значение це более 100 мВ. Источник 5 калиброванных напряжений воспроизводит это значение за время измерения с высокой точностью и достаточной стабильностью, Делитель 4 напряжения имеет коэффициент деления 1 и погрешность коэффициента деления 0,00027., На его выходе компенсирующее напряжение составляет величину порядка 100 мкВ. Это значение подается на вход комплраторл 3, имеющего чувствительность 0,01 мкВ. На другой его вход подается измеряемая разность ЭДС цормлльссьсх эдеме - тов. Компаратор 3 работает в рсжиме нацовольтового усилителя. На его выходе формируется аналоговый сигнал (напряжение цедокомпецглции) по величине, равный разности измеряемой разности ЭДС нормальных элементов и первого зцачения напряжения компенсации, усиленной в и рлз (где п - коэффициент усиления усилителя комцлрлтора. Это напряжение (около 1 В) поступает на цифровой вольтметр 7, который в этом такте используется только как нуль-индикатор и индикатор смены знака напряжения цедокомпецслции по отношению к предварительно измеренной разности ЭДС нормальных элементов БПредположим, что предварительно определенное значение разности Нь совпало с граничным значением О - 6, т.еБ =Б - 6,Тогда в соответствии с (2) предварительно измеренному значению процессором 6 будет присвоено значение Г -263(см. Фиг, 6), Первое значение компенсирующего напряжения Б представляетсобой суммуБ = (Б -2 6) + 613 ц,где Ы, - значение первой ступеникомпенсации (см,фиг,б).За первую ступень компенсации60, принято значение 4,5 мкВ с делением на 2 для последующих ступеней.Количество ступеней принято равнымв=10, Значение последней ступениравно 0,004395 мкВ, т.е, до таких порядков будет уточняться значениеизмеряемой разности, что обеспечива 786ется высокой чувствительностью комплрлтора 3.Автоматическое управление измерительным устройством реализуется с ног,мощью процессора 6, фуцкциоцировлниекоторого осуществляется в соответствии с алгоритмом (Фиг. 3, 4 и 5).В цачлльцый момент времени блок 10через блок 9 выдает команду на переключатель 8 об установлении в положении л (блок 14), затем с блока 1 Очерез блок 9 процессора 6 на коммутатор 1 поступает сигнал о выборенормальных элементов (блок 15).Измеренное значение и знак разностиХС с вольтметра 7 через блок 9(блок 16) поступает в оперативно-запоминающее устройство 12 (блок 17)процессора 6,После записи в устройстве 12 предварительно измеренного значения напряжения блок 10, который обеспечичает выполнение последовательности микус, рооперлций в соответствии с кодом текущей команды и организует выборкукоманд программы в соответствии свыполняемым алгоритмом, подает команду через блок 9 ца источник 5 установления цл не ф первого сформированного значения напряжения компецсацсцс, увеличеццого ц 1 с рлз (блок 18).После получения сцгцллл - ответа сис.точцикл 5 об установлении значениянапряжения компецслции с блока 1 О35через блок 9 цл переключатель 8поступает команда переключения в положецие 5 (блок 19) для точного уравновешивания. Нл вольтметр 7 с компа 40ратора 3 поступает напряжение недокомцецсации (разность между напряжением компенсации источника 5 и разность ЭДС двух нормальных элементовс коммутатора 1). Измеренное значение45 напряжения целокомпецс.лции вольтметра 7 поступает в процессор 6(блок 20 и блок 21), Информативнымпараметром для анализа ч арифметикологическом устройстве 11 являетсязнак измеренного зцлчсция напряжениянедокомпенсации (блок 21). Если смены знака по сравнению с предварительно измеренной разностью ЭДС двухнормальных элементов И в соответствии с соотношением (2) це произошло, 55то к значению цапряжегися компецслциив арифметико-логическом устройстведобавляется значение второй ступеникомпенсации 61 показанное цл513377 фиг. 6 (блоки 23 и 24), и блок 1 О выдает команду на установление на источнике 5 следующего значения напряжения компенсации, увеличенного в5 1 раэ (блок 25). Если же смена знака произошла, то напряжение первой ступени компенсации сбрасывается (блок 22), т.е. значение следующего значения компенсации добавляется к предварительно измеренной разности ЭЛС пары нормальных элементов. Циклы отработки компенсирующего напряжения продолжаются до последней ступени компенсации, после чего последнее значение напряжения компенсации, равное измеренной разности ЭДС пары 11 Э, записывается в оперативно-запоминающее устройство 12 (блок 26). Затем блок 10 выдает команду в арифметикологическое устройство 11 на анализ номера пары нормальных элементов (блок 27). Если пара не последняя, на переключатель 8 с процессора 6 поступает команда переключения в положение а (блок 14) затем команда на коммутатор 1 подключения следующей пары нормальных элементов (блок 15).Определение значения разности ЭДС 1 д повторяется до последней пары нормальных элементов (блок 27), после чего все результаты измерений отпечатываются блоком 13 печати (блок 28). 86б11 озиции 29-32 обозначают связи между соответствующими блоками, иэобоаженными на фиг, 4 и 5.Формула и э о б р е т е н и яустройство для автоматизированного измерения разности ЭДС нормальных элементов, содержащее коммутатор с входными клеммами для подключения поверяемых и образцовых нормальных элементов, процессор и цифровой вольтметр, соединенный с входом процессора первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены компаратор, делитель, управляемый источник калиброванных напряжений и управляемый двухпозиционный переключатель, при этом выход коммутатора соединен с первым входом компаратора и первым входом двухпозиционного переключателя, управляющий вход источника калиброванных напряжений соединен с вторым управляющим выходом процессора, а выход источника через делитель с вторым входом компаратора, выход которого подключен к второму входу двухпозиционного переключателя, выход которого соединен с цифровым вольтметром, а управляющий вход - с третьим управляющим выходом процессора,1337786 Наарюмюцю И Юю Ьйю Ьрюню 0 Составитель А.ПучковскТехред М.Дидык Корректор А,Зимокос Редактор Е.Копч Заказ 6 писноеСР оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная Тирак 730 ВНРИПИ Государствен по делам иэобрет 113035, Москва, Жого комитет ний и открыРаушская