Измеритель параметров комплексных сопротивлений

7 И змере щениеНОСТИностейисточни м объерител ные синляемый д соб- аверекл акта,брете мерит ел спользован ей параметр ений,тур на - вре 1 ие раОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ обретение относится к электроиям. Цель изобретения - упророцесса проверки работоспособпоиска и устранения неисправустройства. Измеритель содержит к питания, измерительную цепь, регулируемую образцовую меру, измерения и усилитель, измеый преобразователь, включаюебя последовательно соединенхронный детектор и АЦП, управелитель напряжения, первый чатель, два неподвижных конуправляемый делитель частоты,ие относится к электрой технике и может быть при построении измеритекомплексных сопротивЦель изобретения - упрощение про цессов проверки работоспособности, поиска и устранения неисправностей генератор импульсов, цифровое отсчетное устройство, схему автоматического выбора пределов измерения, включающую в себя счетчик коэффициента деления, счетчик поддиапазонов, схемысравнения верхней и нижней границ,задатчик кода верхней и нижней границ, первый элемент ИЛИ и элементИСКЛЮЧАИЩЕЕ ИЛИ, схемы сравненияверхнего и нижнего крайних состояний счетчика коэффициента целения,задатчики кода верхнего и нижнегокрайних состояний, первый и второйэлементы, первый инвертор, второйэлемент ИЛИ, третий элемент ИЛИ,второй инвертор, четвертый элементИЛИ, В измеритель дополнительно введены второй делитель частоты, третийэлемент И, второй и третий переключатели, третий инвертор, триггер, четвертый элемент И, генератор тестовыхимпульсов. Введение указанных элементов обеспечивает независимое управление составными частями устройства,организацию циклического и пошагсю-.вого выпопнения измерения, что упрощает процедуры проверки работоспо ости, поиска и устранения ностей, 1 з.п. ф-лы, 5 ил. устройства путем обеспечения независимого управления его составнымичастями, организации циклического и поискового режимов работы,На фиг,1-3 изображена струксхема устройства; на фиг. 4 и 5менные диаграммы, иллюстрируютботу измерителя в основном режимеУстройс гно содержит источник на пряже ния, и змерительную цепь 2, имеющую выход 3 и включающую в себя дискр етно-р егулируемую о бр аз цов ую5 меру 4, объект 5 измерения и усилитель 6, измерительный преобразователь 7, включающий в себя последовательна соединенные синхронный детектор 8 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, первый переключатель 10, имеющий перекидной контакт 11 соединенный с входом синхронного детектора 8, и два неподвижных контакта 12 и 13, управляемый делитель 14 напряжения, вход которого соединен с выходом измерительной цепи, а выход - с нормально замкнутым контактом 13 переключателя 10, нормально разомкнутый контакт 12 которого совместно с опорным входом синхронного детектора 8 и входом измерительной цепи 2 соединен с выходом источни, ка 1 напряжения, управляемый делитель 15 частоты и генератор 16 импульсов, выход которого соединен с сигнальным входом управляемого делителя 15 частоты, выход которого подключен к спорному входу АЦП 9, цифровое отсчетное устройство (ЦОУ) 17, первый вход которого соединен с выходом. АЦП 9, схему 18 автоматического выбора пределов измерения, включающую счетчик 19 коэффициента деления, счетчик 20 поддиапазонов, выход которогс соединен с входом управления образцовой меры 4 и вторым входом (управления индикацией запятой и символами размерности) ЦОУ 17, схему 21 сравнения верхней и схему 22 сравнения нижней границ, первые входы которых соединены с, выходами АЦП 9, задатчика 23 кода верхней и задатчик 24 кода нижней границ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами схем сравнения верхней 21 и нижней 22 границ, первый элемент ИЛИ 25 и элемент ИСКЛРЧАИ 1 ЩЕЕ ИЛИ 26, входы которых соединены с выходами схем сравнения верхней 21 и нижней 22 границ, схему 27 сравнения верхнего и схему 28 сравнения нижнего крайних состояний счет, - чика 19 коэффициента деления, первые входы которых соединены совместно с входами управления управляемых делителей напряжения 14 и частоты 15 с выходами счетчика 19 коэффициента деления, задатчика 29 кода верхнего и задатчика 30 кода нижнего крайних состояний, выходы которых соединены. соответственно с вторыми входами схем сравнения верхнего 27 и нижнего 28 крайних состояний, первый 31 и второй 3,2 элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами схем 27 и 28 сравнения верхнего и нижнего крайних состояний, первый инвертср 33, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 32, а вход совместно с вторым входом первого элемента И 31 и входами реверса счетчиков коэффициента деления 19 и поддиапазонов 20 - с выходом первого элемента ИЛИ 25, второй, элемент ИЛИ 34, входы которого соединены с выходами первого 31 и второго 32 элементов И, третий элемент ИЛИ 35, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 34, второй инвертор Зб, вход которого совместно с входом запрета счета счетчика 19 коэффициента деления соединен с выходом третьго элемента ИЛИ 35, четвертый элемент ИЛИ 37, выход которого соединен с входом запрета счета счетчика 20 поддиапазонов, первый вход соединен с выходом второго инвертора 36 а второй совместно с вторым входом третьего элемента ИЛИ 35, соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, второй делитель 38 частоты, вход которого совместно с тактовыми входами счетчиков коэффициента деления 19 и поддиапазонов 20 соединен с выходом источника 1 напряжения, третий элемент И 39, первый вход которого соединен с. выходом второго делителя 38 частоты, а второй вход - с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, второй переключатель. 40,перекидной контакт которого соединен с входом управления первого переключателя 10, а нормально замкнутый контакт - с выходом третьего элемента И 39, третий переключатель 41, нормально замкнутый контакт которого подключен к потенциалу питания, а нормально разомкнутый - к общей шине, третий инвертор 42, вход которого совместно с третьим входом (индикации режима работы) ЦОУ 17 и входами разрешения параллельной записи информации счетчиков коэффициента деления 19 и поддиапазонов 20 соединен с перекидньм контактом третьего переключателя 41, триггер 43, четвертый элемент И 44, первый вход которого соеди"526 5 15944 нен с выходом третьего инвертора 42, а выход - со счетным входом триггера 43, выход которого соединен с нормально разомкнутым контактом второго пе 5 реключателя 40, причем второй 40 и третий 41 переключатели коммутируют- ся синхронно, г ен ера тор 45 т ест овых импульсов, содержащий второй генератор 46 импульсов, вход. синхронизации которого соединен с выходом источника объекта 5 измерения, Это напряжениеподается на управляемый делитель 14;напряжения, а с выхода последнегочерез нормально замкнутые контакты13 и 11 переключателя 10 - на входсинхронного детектора 8,Детектированное напряжение подает-.ся с выхода синхронного детектора 8на вход АЦП 9 и преобразуется в цифровой код. 1 А.Работа схем сравнения верхнего 21и нижнего 22 пределов организованатак, что на их выводах появляетсялогическая единица в случае, когдазначение выходного кода 1 А) превышаетзначение кодов, выданных задатчиками соответственно верхнего 23 и нижнего 24 кодов, Если код 1 А) находится 20 в рабочей зоне АЦП, то на выходе схемы сравнения верхнего предела появляется логический "0", а на выходе схемы сравнения нижнего предела - логическая 1Наличие на выходе схем сравненияверхнего и нижнего пределов двух нОнсоответствует положению выходного кода 1 А"ниже" рабочей эоны АЦП, аналичие двух "1" соответствует положению кода А 1 "выше" рабочей зоныАЦП, Выходной сигнал элемента ИСКЛО"ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 разрешает или запрещаетизменение состояний счетчиков 19 и20 коэффициента деления и поддиапазонов, причем инвертор 36 обеспечиваетодновременно работу только одного иэсчетчиков, Поиск рабочей зоны АЦПвозможен без предварительной установки в "0" счетчиков 19 и 20, направление поиска определяется сигналом навыходе первого элемента ИЛИ 25. Поискначинается с анализа состояния счетчи ка 19 коэффициента деления. Если онне находится в крайнем для выбранногонаправления поиска состоянии, топервоначально переключаются зоны измерения (управляемый делитель 14 напряжения) до попадания в рабочую зонуили до заполнения счетчика 19 коэффициента деления. Если счетчик коэффициента деления находится в крайнемдля заданного направления поиска состояния, то изменение его состоянийзапрещается и одновременно разрешаетсяизменение состояний счетчика 20 под-. 15 того переключателя 49 соединен с вхо 30 35 40 Измеритель параметров комплексныхсопротивлений работает следующим образом.(фиг.4),При подключении источника 1 синусо-,55 1 питания, четвертый переключатель47, нормально замкнутый контакт которого соединен с выходом второго генератора 46 прямоугольных импульсов,счетчик 48 состояний, счетный входкоторого соединен с перекидным контактом четвертого переключателя 47,пятый переключатель 49, кнопку 50"Пуск", один из контактов которойсоединен с общей шиной, а другой -с нормально разомкнутыми контактамичетвертого 47 и пятого 49 переключателей, причем перекидной контакт пядом разрешения параллельной записисчетчика 48 состояний, задатчики кодов начального 51 и конечного 52 состояний, схему 53 сравнения конечногосостояния, элемент И-НЕ 54, выходкоторого соединен с нормально замкнутым контактом пятого переключателя 49, первый вход соединен совместно свходом запрета второго генератора 46прямоугольных импульсов с выходомсхемы 53 сравнения конечного состояния., а второй вход - с выходом "Конец преобразования" АЦП 9, выход задатчика 51 начального кода соединенс входами предустановки счетчика 48состояний и счетчика 19 коэффициентаделения, а также с входом установкив "0" триггера 43, выход задатчика52 конечного кода соединен с первымвходом схемы 53 сравнения конечногокода и входом установки в "1" триггера 43, второй вход схемы 53 сравнения конечного кода состояния соединен совместно с вторым входом четвертого элемента И 44 и входом предустановки счетчика 20 поддиапазонов свыходом счетчика 48 состояний. идального напряжения к измерительной цепи 2 на ее выходе 3 возникает напряжение, пропорциональное импедансу диапазонов, управляющего переключением образцовой меры 4 сопротивления,Счетчики 19 и 20 тактируются рабочейчастотой источника 1 напряжения.1594452 Счетчик 20 поддиапазонов последовательно изменяет значение дискретнор егулир уемой меры 4 сопротивления до попадания в рабочую зону АЦП или до изменения комбинации на выходе схем 21 и 22 сравнения напротивоположную (т.е. вместо двух "1" появляются два "0", или наоборот). Это означает, что рабочая зона АЦП пропущена и к 10 ней необходимо возвращаться в обратном направлении. На выходе первого элемента ИЛИ 25 появляется сигнал, соответствующий поиску в обратном направлении, и так как состояние счетчи ка 19 коэффициента деления в даннсм направлении не является крайним, то опять разрешается изменение его состояний. Зоны переключаются в направлении, обратном первоначальному, до 20 попадания выходного кода 1 А ) в рабочую зону АЦП.После этого сигнал с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 фиксирует выбранные поддиапазон и зону измерения еДля проведения отладочных и ремонтных работ необходимо обеспечить возможность независимого управления частями устройства, возможность орга низации циклического изменения сигналов для проверки правильности их прохождения по измерительному тракту возможность потактового измерения параметров комплексного сопротивления 35 для проверки соблюдения послецовательности операций. Делитель 38, элемент И 39 и переключатель 40 обеспечивают работу при 114 бора в режиме "Измерение., Во время выбора поддиапазона измерения осуществляется измерение только напряжения объекта. Это осуществляется подачей на один из выходов элемента И 39 сигнала логического "0" с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26. В режиме "Измерение" переключатель 40 подключает выход элемента И 39 к входам управления переключателя 10, После выбора диапазона измерения меандр с выхода делителя 38 поступает на управлякпцие входы переключателя 10, обеспечивая поочередное измерение напряжения на объекте и напряжения генератора, что55 позволяет измерить обьект с приемлемой точностью. Коэффициент деления делителя 38 зависит от времени интегрирования и не может быть меньше двух. По сигналу совпадения схемы 53 сравнения запрещается работа генератора 46 прямоугольных импульсов. Для повторного выполнения цикла необходимо опять нажать кнопку "Пуск" (фиг.5).1 н 1 клическпе ньнн 1 лненне процесс а измерения осуществляется переключением пятого переключателя 49 в исходное положение после нажатия кнопки "Пуск", В этом случае сигнал разрешения параллельной записи в счетчик 48 состояний будет поступать с выхода "Конец преобразования" АЩ 9 по совпадению с выходным сигналом схемы 53сравнения конечного состояния.Режим пошагового выполнения измерения организуется следующим образом: переключатели 47 и 49 коммутируются таким .образом, чтобы их перекидные контакты соединились с выходом кнопки "Пуск". После первого нажатия кнопки "Пуск" переключатель 49 возвращается в исходное состояние, Каждое последующее нажатие кнопки Пуск" изменяет содержание счетчика 48 состояний на единицу. Формула из обр ет ения 50 251. Измеритель параметров комплексных сопротивлений, содержащий источник напряжения, измерительную цепь, состоящую из регулируемой образцовой меры, объекта измерения и усилителя, измерительный преобраэователь, включающий в себя последовательно соединные синхронный детектор и аналогоцифровой преобразователь, управляемый делитель напряжения, первый переключатель, имеющий перекидной контакт, З 5 соединенный с входом синхронного детектора, и два неподвижных контакта, один из которых соединен с выходом управляемого делителя напряжения, а второй совместно с опорным входом40 синхронного детектора и входом измерительной цепи соединен с выходом источника питания, управляемый делитель частоты и первый генератор импульсов, выход которого соединен с сигнальным45 входом управляемого делителя частоты, выход которого подключен к опорному входу аналого-цифрового преобразователя, отсчетное устройство, первый вход которого соединен с первым выходом аналого-цифрового преобразователя, схему автоматического выбора пределов измерения, включающую в себя счетчик коэффициента деления, счетчик поддиапазонов, выход которого соеди нен с входом управления регулируемой образцовой меры и вторым входом отсчетного устройства, схему сравнения нс рхней и схему сравнения нижней границ, первые входы которых соединеныс выходом аналого-цифрового преобразователя, задатчик кода верхней изадатчик када нижней границ, выходыкоторых соединены соответственно свторыми входами схем сравнения верхней и нижней границ, первый элементИЛИ и элемент ИСКЛК)ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входыкоторых соединены с выходами схемсравнения верхней и нижней границ,схему сравнения верхнего и схемусравнения нижнего крайних состоянийсчетчика коэффициента деления, первые входы которых соединены, совместно с входами управления управляемыхделителей напряжения и частоты, свыходом счетчика коэффициента деления,задатчик кода верхнего и задатчиккода нижнего крайних состояний, выхо-.ды которых соединены соответственнос вторыми входами схем сравнения верхнего и нижнего крайних состояний, первый и второй элементы И, первые входыкоторых соединены соответственно свыходами схем сравнения верхнего инижнего крайних состояний, первыйинвертор, выход которого соединен свторым входом второго элемента И, авход совместно с вторым входом первого элемента И и входами реверса счетчиков коэффициента деления и поддиапазонов соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, вхо-,ды которого соединены с выходами первого и второго элемента И, третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второгоэлемента ИЛИ,второй ивертор, вход которого совместно с входом запрета счетчика коэффициента деления соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, четвертый элемент ИЛИ, выход которого соединен свходом запрета счетчика поддиапазонов,первый вход соединен с выходом второго инвертора, а второй совместно свторым входом третьего элемента ИЛИсоединен с выходом элемента ИСКЛИЧАРЩЕЕ ИЛИ, причем тактовые входы счетчиков коэффициента деления и поддиапазонов соединены с выходом источника напряжения, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью упрощения процессов проверки работоспособности,поиска и устранения неисправностейустройства, в него введены второйделитель частоты, второй и третийпереключатели, третий инвертор, тре 15 тий и четвертый элементы И, триггер и генератор тестовых импульсов, перВый вход которого соединен с входом Второго делителя частоты и выходом источника напряжения, а второй вход Соединен с вторым выходом аналого.- цифрового преобразователя, первый выход генератора тестовых импульсов Соединен с входом установки в "1" триггера, второй выход саединенсВходом установки в "О" триггера и Входом предустановки счетчика коэффициента деления, а третий выход Соединен с входом предустановки счет" Чика Йоддиапазонов и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого через третий инвертор соединен с перекидным контактом третьего переключателя и третьим входом отсчетного устройства, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом триггера, выход триггера подключен к нормально разомкнутому контакту второго переключателя, нормальНо замкнутый и перекидной контакты Которого соединены соответственно с выходом третьего элемента И и входом управления первого переключателя, первый и второй входы третьего элеМента И соединены соответственно с выходами второго делителя частоты .И элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом Нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты третьего переключателя соединены соответственно с шиНой питания и общей шиной.2. Измеритель по п.1 о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что генератор 94452;2тестовых импульсов содержит второй генератор импульсов, счетчик состояний,четвертый и пятый переключатели, кнопку "Пуск", задатчик начального и за 5датчик конечного кода, схему сравне-.ния, элемент И-НЕ, причем вход второго генератора импульсов является перйым входом генератора тестовых импульсов, второй вход элемента И-НЕ являет-,ся вторыч входом генератора тестовыхимпульсов, выходы задатчика конечногокода, задатчика начального кода исчетчика состояний являются соответст"венно первьи, вторьв и третьим выходами генератора тестовых импульсов,счетный вход и вход разрешения записи счетчика состояний соединены соответственно с перекидными контактами2 О четвертого и пятого переключателей,выход счетчика состояний соединен свторым входом схемы сравнения, первый .вход которой соединен с выходом задатчика конечного кода, выход задатчика 25 начального кода соединен с входомпредустановки счетчика состояний, выход схемы сравнения соединен с первымвходом элемента И-НЕ и входом запретавторого генератора имнульсов, выход ЗО которого соединен с нормальчо замкнутым контактом четвертого переключате ля, нормально разомкнутый контакт.которого соединен с нормально замкнутым контактом пятого переключателяи первым выводом кнопки "Пуск", выходЗ 5 элемента И-НЕ соединен с нормальноразомкнутым контактом пятого переключателя, а второй вывод кнопки "Пуск"соединен с общей шиной.1594452 нвиод ВахОИ йао дь хо выход оставитель С,Петров ехред М.Ходаинч Корректор М.Максими едак екарь о 2826 ираж 56 Лак о ное НИИПИ рстве 11су герои одственно-издательский комбинат "Патен", г. Ущ л. Гагарина, 1 Ваап 7 Выход 3 ЬхОдВыход ЮоареалаЬае "А ого комитета по изобретения35, Москва, Ж, Раушская и открытиям при ГКНТб., д. 4/5Ье