Измеритель нелинейного двухполюсника Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к нзмеоительной технике и предназначено для измерения параметров RC-, RL-двухполючников, обладающих релаксационными свойствами, и нелинейных RCL-двух полюсников. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для измерения более широкого класса нелинейных двухполюсников и повышение точности измерения. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов напряжения, регистратор 2, переключатель 3, преобразователь 4 ток - напряжение, измеритель 5 време ни интегратор 6, блок 7 квантования напряжения по уровню, формирователь 8 импульса запуска, первый, второй и третий АЦП 9,10 и 11, мультиплексор 12, вычислитель 13, измеряемый двухполюсник 14. Генератор 1 импульсов напряжения соединен с интегратором 6 вторым неподвижным контактом переключателя 3, измерителем 5 времени, вторым АЦП 10 регистратором 2 и входным зажимом устройства. Интегратор 6 соединен че рез первый неподвижный и подвижный контакт переключателя 3 с блоком 7 квантования напряжения по уровню, вы ход которого через формирователь 8 импульсов запуска соединен с первыми входами АЦП 9,10 и 11..Выход измерителя 5 времени соединен с первым АЦП 9, выход преобразователя 4 ток напряжение соединен с первым входом регистратора 2 и с третьим АЦП 11, выходы АЦП 9,10 и 11 соединены с тремя входами мультиплексора 12, выход которого соединен с вычислителем 13, второй входной зажим соединен с преобразователем 4 ток - напря жение. Измеритель работает следующим образом. В случае измерения параллельного RCL-двухполюсника генератор 1 импуль сов напряжения представляет собой ис точник импульсов напряжения прямоугольной и треугольной формы соответ ственно. В исходном состоянии переключатель 3 находится в верхнем поло жении. При этом к измеряемому двухполюснику 14 прикладываются прямоугольные импульсы напряжения. Протекающий через двухполючник 14 ток гфе образуется в пропорциональное напряжение преобразователем 4 ток - напряжение . Одновременно с появлением сигнала на выходе генератора 1 импульсов напряжения запускается измеритель 5 времени. Текущее выходное напряжение интегратора 6, представляющее собой треугольные импульсы напряжения, постоянно сравнивается с заданными уровнями квантования блока 7 квантования напряжения по уровню и при их равенстве напряжение на выходе последнего скачкообразно .изменяется, что приводит к появлению запускающего импульса на выходе формирователя 8 импульсов запуска, в результате чего АЦП 9,10 и 11 одновременно производят аналого-цифровое преобразование выходныхнапряжений измерителя 5 времени, генератора 1 импульсов напряжения и преобразователя 4 ток - напряжение соответственно. Полученная таким образом цифровая информация через мультиплексор 12 поступает в вычислитель 13, где обрабатьгоается по заданной программе. При этом рассчитывается нелинейная индуктивность. По окончании первого этапа измерения переключатель 3 переводится в нижнее положение и на нелинейный двухполюсник 14 подается напряжение треугольной формы, а блок 7 квантования напряжения, по уровню подключается к выходу генератора 1 импульсов напряжения. В этом случае воздействующее напряжение квантуется таким образом, что на фронте и срезе импульсов формируются попарно равные уровни напряжения. Синхронно с квантованием идет формирование импульсов запуска и реакции двухполюсника 14, в результате чего образуется числовой массив, поступающий через мультиплексор 12 на обработку в вычислитель 13, где для каждого фиксированного уровня напряжения и соответствующих им значений тока рассчитываются значения дифференциальной емкости С(и.О и сопротивления R(Uj) . Двухканальный регистратор 2 предназначен для настройки измерителя и контроля за ходом эксперимента. При измерении параметров нелинейных двухполюсников иной структуры Описанное устройство работает так

же, как и в рассмотренном случае. Отличие заключается лишь в отработке измерительной информации, т.е. в программном обеспечении вычислителя.

В некоторых случаях оказывается целесообразным на втором этапе измерения вместо напряжения треугольной формы использовать сигнал гармонического вида, например синусоидальный. При этом расчетные соотноп1ения

733434

полностью сохраняют свой вид, с той лить разницей, что используется модуль мгновенного значения крутизны синусоидального напряжения в точке 5 квантования.

Устройство может быть использова-но для измерения параметров дуальных нелинейных двухполючников, при этом преобразователь 4 ток - напряжение

10 заменяется на преобразователь напряжение - напряжение.

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОГО ДВУХЛСЛЮСНИКА, содержащий генератор импульсов напряжения., преобразова- . тёль ток - напряжение-, измеритель времени, три аналого-цифровых преобразователя,, мультиплексор, вычислитель и регистратор, причем выход генератора импульсов напряжения соеди-. ней с входом измерителя времени, вторыми входами второго АЦП и регистратора и первым входным зажимом, выход измерителя времени соединен с вторым входом первого АЦП, выход преобразователя ток - напряжение соединен с вторым входом третьего АЦП и первым входом регистратора. выходы трех АЦП соединены соответственно с тремя входами мультиплексора, выход которого соединен с. вычислителем, первые входы трех АЦП -соединены ме-жду собой, а второй входной зажим соединен с входом преобразователя ток - напряжение,отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьшения точности измерения в него введены генератор, переключатель и последовательно соединенные блок квантования напряжения по уровню и формирователь имцульсов .запуска, I причем выход генератора импульсов напряжения соединен с вторым неподвижным контактом переключателя и. с входом генератора, выход которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя, подвижный контакт которого соединен с входом блока квантования напряжения по уровню, а выход формирователя импульсов за пуска соединен с первыми входами АЦП. 00 U9 4 СО 2. Измеритель по п.1,отличающий с я тем, что в качестве генератора-импульсов .напряжения используе;тся функциональный генератор импульсов напряжения прямоугольной, треугольной и синусоидальной формы.