Устройство для измерения сопротивлений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11 К 17/10 27/00 51 4 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ противениея путерль изобретен н пов чности из м накопле ния - достигаеизмерительных дано орого ключИЛИ. При эт ивается в(57) Изобтельной вхо етениехнике относит из ожет быть ол зовано систе автомати ого из Изооретение оой технике и мо осится к измерительт бытьиспольз ического изме го сопротивле в втом в сист и конт и акт ияточи р абоителя,мент 13 водом резисторношина через токовье н а с кле ммой 4,0 соединен с входелителя 14 частотдов элемента И 15 рым вобщаясоедин и эл омпараом управл и с одн вылиз у коавля из вх торог соединен с одни м элерого с хо ющих входов кмента 16 заде и от и, вых з вход ента эл единен с одни ИЛИ 17, выход оторого соедин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР9 1234783, кл, С 01 К 27/00, 1984.змерения в электронике, Справочник. М,: ЭАИ, 1987, с. 205.РОЙСТВО ДЛЯ ЗИЕРЕНИЯ СОПРО Цель изобретен ие ности измерения з лен я измерительных интервалов.На фиг, 1 представлена структу - ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы р ты устройства,Устройство содержит объект 1 конт роля, сопротивление 2 соединительных проводов, клеммы 3 и 4 для подключения объекта контроля, источник 5 измерительного напряжения, одним выводом подключенный к общей шине, а дру гим - к одному из выводов резистор- ного делителя, образованного резисторами 6 и 7, и к одному из выводов образцового резистора 8, другой вывод которого соединен с первым неподвижения и контроля активного валов, а также введения второго сч чика импульсов, блока сравнения ко выходных элементов И, второго триг ра, управляемого делителя частоты,переменного резистора, втлогических элементов И,точность измерения увеличраэ. Изменяя код на управляющихдах управляемого делителя частоты,можно задавать любой коэффициент деленияи тем самым выбирать требуемую точность измерения. 2 ил. ным контактом ключа 9, компаратор 1 О, один из входов которого соединен со средним выводом делителя, второй вход компаратора 10 соединен с клеммой 3Фвюь и вторым неподвижным контактом ключа 9, подвижный контакт которого со- ЬЭ единен с одним из выводов образцовогоконденсатора 11, другой вывод которого соединен с общей шиной и одним из выводов переменного резистора 12, другой вывод которого соединен с вто 1529133гим управляющим входом ключа 9, другой вход элемента ИЛИ 7 соединен с клеммой 18 начальной установки устройства, первыми входами триггеров 9 и 20 и с одним из входов элемента ИЛИ 21, второй вход триггера 9 соединен с выходом управляемого делителя 14 частоты, выход триггера 19 соединен с другим входом элемента И 15 и с одним из входов элемента И 22, другой вход которого соединен с выходом генератора 23 импульсов, выход элемента И 22 соединен с подвижным контактом ключа 24, первый неподвижный контакт которого соединен со счетным входом счетчика 25 импульсов, вход установки нуля которого соединен с пиной установки нуля, а вьходь счетчика 25 импульсов соединены с первыми входами блока 26 сравнения кодов, выход которого соединен с вторым входом триггера 20 и с одним из входов элемента И 27, другой вход которого соединен с выходом триггера 20, выход 25 элемента И 27 соединен с другим входом элемента ИЛИ 21, выход которого соединен с входом установки нуля счетчика 28 импульсов, счетный вход которого соединен с втоым неподвижным контактом ключа 24, выходь счетчика 28 импульсов соединены с вторыми входами блока 26 и с первыми входами выходных элементов И 29, вторые входы которых соединены с выходом управляемого делителя 14 частоты.Устройство работает следующил образом.В исходном состоянии образцовый конденсатор 11 заряжен через образцовый резистор 8 и контакты ключа 9 до40 значения источника 5 измерительного напряжения. Показания счетчиков 25 и 28 равны нулю. Перед началом измерения производятся подготовительные операции по записи кода в счетчик 25.45 Выбирают значение измеряемого сопротивления объекта контроля К= О.В моментна клемму 8 начальной установки устройства поступает импульс (фиг. 2 а), который переводит триггеры 19 и 20 в состояние (фиг. 2 д), проходит через элемент ИПИ 21 на вход установки нуля счетчика 28 импульсов, сбрасьвает его предыдущие показания и проходит через элемент ИЛИ 17 на управляющий вход ключа 9, в результате чего замькаются подвижный и неподвижный контакты. Образцовый конденсатор 11 начинает разряжаться через токовый элемент 12 и соединительные провода по закону (фиг. 2 б) Г -,)Б Еегде Е - измерительное напряжение источника 5;",;-гС, - постоянная времени цепи разряда;С - емкость образцового конденАРсатора 11;г - сопротивление соединительныхпроводов.В этот же момент 1, положительный потенциал на выходе триггера 19 открывает элементы И 22 и 15, и импульсы с частотой Е с выхода генератора 23 импульсов через элемент И 22 и подвижньй и первый неподвижный контакты ключа 24 поступают на счетный вход счетчика 25 импульсов (фиг. 2 е). Напряжение Бс подается на один иэ входов компаратора 10, ко второму входу которого подводится напряжение с резисторов 7 (К 7) и 13, (К ) это напряжение определяется соотношением(К 7 + Кэ) Е7 шК 7 К, + Кгде К- сопротивление резистора 6,Если 1 -С, то при (с= Б 11 получаемК 7 + К 3-- = 0,5.К 7+ к 3+ К 6По мере разряда конденсатора 11напряжение Сс уменьшается и через промежуток времени, равный С /2, становится равным напряжению 5. В момент 1 равенства этих напряжений компаратор 10 вырабатывает импульс (фиг.2 в), который через открытый элемент И 15 поступает на другой управляющий вход ключа 9 и замыкает подвижный и первый неподвижньй контакты. Образцовый конденсатор 11 вновь заряжается через образцовый резистор 8 до значения источника 5 измерительного напряжения, Этот же импульс с элемента И 15 проходит через элемент 16 задержки и элемент ИЛИ 17 на управляющий вход ключа 9 и замыкает подвижный и второй неподвижный контакты. И вновьФ в момент с начинается разряд кон-.3денсатора 11. Время задержки элемента 16 задержки выбирается таким, уобы конденсатор 11 успел зарядиться33 6установки нуля счетчика 28 импульсов, при этом код на его выходах будет соответствовать нулю поступивших импульсов, и счет начинается заново (фиг. 2 н). Этот же импульс с выхода блока 26 сравнения кодов поступает на вход триггера 20, который через некоторое время переходит в состояние О Элемент И 27 закрывается и этим самым происходит блокировка подачи повторного импульса с блока 26 сравнения кодов на вход установки нуля счетчика 28 импульсов, Число импуль-, сов,записанное в нем, получается рав- ным л лти2 2 гДе о = Собр ( х+г)лСобр гг - сопротивление соединительных проводов;Рсх - значение сопротивления объекта 1 контроля.В конечном итоге получаемСобрсхи= Г 1:2 Импульс с выхода управляемого делителя 14 частоты открывает выходные элементы И 29, с выходов которых снимается информация о числе и, записанном в счетчике 28 импульсов. Количество импульсов, записанное в счетчике 28 импульсов, соответствует только значению измеряемого сопротивления объекта 1 контроля. Относительная погрешность измерения определяется выражением1+оиьми 1 сгде 1 с - коэффициент деления управляемого делителя 14 частоты;о - относительная погрешностьпериода квантующих импульсов;и - количество импульсов, зарегистрированное счетчиком 28,Пренебрегая Ф, ввиду ее малости, рассчитаем во сколько раз повышается точность при 1 с = 1,2,3,о зм /им1/и 1 с Следовательно, точность измерения увеличивается в с раэ. Изменяя код на управляющих входах управляемого делителя частоты, мы можем задавать любой коэффициент деления с и тем самым выбираем требуемую точность измерений,5 15291до значения источника 5 измерительного напряжения. Это время строгофиксировано, так как резистор 8 иконденсатор 11 выбираются образцовы 5ми, Процесс заряда и разряда повторяется периодически, Последовательность импульсов с выхода компаратора 10 поступает на вход управляемогоделителя 14 частсты на управляющиевходы которого подается код коэффициента деления с делителя. С приходом1 с-го импульса на вход делителя 14 наего выходе формируется импульс (фиг.2 г), который переводит триггер 19 из 15состояния "1" в состояние 0 (фиг.2 д). Элементы И 15 и 22 закрываются,и счетчик 25 импульсов прекращаетподсчет импульсов. Если с. - 1 = лс/2то число импульсов И поступавших на 20счетчик 25 определяется каклМ = Г 1 с -" + (1 с),где Г.з - время задержки импульсов вэлементе 16 задержки. 25Информация о количестве импульсовМ поступивших на счетчик 25, остается в нем на все время измерений, пока вновь не возникнет необходимостькалибровки устройства. Информация 30может быть стерта подачей импульсана вход установки нуля счетчика 25.При подключении к клеммам 3 и 4измеряемого сопротивления объекта 1контроля замыкают подвижный и второйнеподвижный контакты ключа 24.Работа устройства при этом полностью аналогична описанной, но вданном случае импульсы с выхода генератора 23 импульсов через элемент 40И 22 и замкнутые контакты ключа 24поступают на счетный вход счетчика 28ичпульсон (фиг. 2 ж, з, и, к, л),При этом число импульсов о 1 поступающих на счетчик 28 запишется как 45л2где с= С (К +г) - постоянная цепиоБР хразрядаКод на вьсходе счетчика 28 импульсов соответствует чиспу поступившихна его вход импульсов до тех пор,пока не станет равным коду числа импульсов, записанному в счетчике 25импульсов, При совпадении кодов навходах блока 26 сравнения кодов наего выходе формируется импульс (фиг2 м), который проходит через открытыйэлемент И 27 и элемент ИЛИ 21 на входформула изобретенияУстройство для измерения сопротивлений, содержащее клеммы для подключения объекта контроля, источник измерительного напряжения, первым выводом подключенный к общей шине, а вторым - к первым выводам резисторного делителя и образцового резистора, второй вывод которого соединен с первым 10неподвижным контактом первого ключа,компаратор, первый вход которого соединен со средним выводом реэисторного делителя, а второй - с вторым неподвижным контактом первого ключа, первый триггер, выход которого со" единен с первым входом первого эле мента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первый счетчик импульсов и клемму начальной установки устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью повышения точности измерения, в него введены второй счетчик импульсов, блок сравнения, второй триггер, 25 второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, выходные элементы И, управляемый делитель частоты, второй ключ, элемент задержки, переменный резистор, токовый элемент и образцовый конденсатор, первый вывод которого соединен с подвижнымконтактом первого ключа, а второйс общей шиной и через токовый элементс первой клеммой для подключения объекта контроля, причем второй вывод.образцового конденсатора соединен также с первым выводом переменного ре-, зистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом резисторного 40 делителя, при этом вторая клемма дляподключения объекта контроля соедине,на с вторым входом компаратора, вход установки нуля второго счетчика импульсов соединен с шиной установки 45 1 нуля, подвижный контакт второго ключа - с выходом первого элемента И,первый неподвижный контакт - со счетным входом первого счетчика импульсов, второй неподвижный контакт - сосчетным входом второго счетчика импульсов, первая группа входов блокасравнения кодов соединена с выходамипервого счетчика импульсов, втораягруппа входов - с выходами второгосчетчика импульсов, первый вход второго триггера соединен с клеммой начальной установки устройства, второйвход - с выходом блока сравнения кодов, первый вход второго элемента Исоединен с выходом второго триггера,второй вход - с выходом блока сравнения кодов, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второгоэлемента И, второй вход - с клеммойначальной установки устройства, выходпервого элемента ИЛИ соединен с входом установки нуля второго счетчикаимпульсов, первые входы выходных элементов И соединены с выходами второго счетчика импульсов, вторые входы -с выходом управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходомкомпаратора, выход - с первым входомпервого триггера, второй вход которого соединен с клеммой начальной установки устройства, первый вход третьего элемента И соединен с выходомкомпаратора " второй вход - с выходомпервого триггера, выход третьего элемента И соединен с первым управляющим входом первого ключа и с входомэлемента задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с клеммой начальной установкиустройства, выход второго элементаИЛИ соединен с вторым управляющим входом первого ключа.) о оц 0 сс ие. 2 Составитель В. Семенчунова Техред А,Кравчук. Редактор Т.Заказ 7636/40 ВНИИПИ Госуда ректор С Лекма Тираж 714 одписн иэобрРауш твенного к 113035, М сииям и открытиям при ГКНТ СССР кая наб., д, 4/5 тета п ва, Жводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101