Измеритель параметров комплексных сопротивлений Советский патент 1986 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, приборам для измерения параметров комглексных сопротивлений, а именно к ой группе этих приборов, которая основана на измерении параметров омплексных сопротивлений методом прямого преобразования.

Целью изобретения является расшиение пределов измерений.

На чертеже;, приведена струк- турная схема предлагаемого измерителя .

Измеритель параметров комплексых сопротивлений содержит генератор 1, подключеннь1Й к входу синхронного етектора 2, измерительной цепи 3, выход которой через синхронный детектор 4 соединен с информационным входом управляемого усилителя -5 постоянного тока (УПТ) , и входом формирователя 6 опорных напряжений, . аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, информационные входы которого подключены соответственно к входам синхронного детектора 2 и , управляемого УПТ 5, а выход - к цифровому отсчетному блоку 8,счетчик 9 пределов, соединенный с из- мерительной цепью 3, вспомогательный счетчик 10, соединенный с управляющим входом управляемого УПТ 5, сумматор 11, связанный по входам с выходами счетчика 9 пределов и вспомогательного счетчика 10, а вы:ходом - с цифровым отсчетным блоком 8, компаратор 12 напряжений,входы которого подключены к .выходу измерительной цепи 3 и источнику 13 опорного напряжения, а выход - к счетчику 9 пределов, задатчик 14 кода, выход которого соединен с входом АЦП 7.

Измерительная цепь 3 состоит из усилителя 15 постоянного тока, в обратную связь которого включена образцовая регулируемая мера (Zo) 16. Измеряемый объект (Z)17 включается между входом усилителя ,15 и выходом генератора 1.

Измеритель параметров комплексных сопротивлений работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 9 пределов и вспомогательный счетчик 10 обнулены.

Сигнал генератора 1 поступает на измерительную цепь 3, к выходу которой подключен компаратор 12 напряжений, который производит сравнение выходного напряжения U измерительной цепи 3 с напряжением и„ источника 13 и вьфабатывает сигнал на переключение счетчика 9 пределов таким образом, что посредством коммутации образцовой меры ZQвыходное напряжение U всегда удерживается внутри заданного динамического диапа- зона 0,1 и Если измерению подлежат емкость и сопротивление объекта по параллельной схеме J

замещения, то измеряемые параметры С„ и RV определяются отношениями:

X

-

1

uJR,

N

с

20

RV R,

Я

N lUn

No

lUr

Rel4

При измерении индуктивности и сопротивления по параллельной схеме замещения, емкости по последовательной схеме замещения и других параметров измеритель работает следующим

образом.

Пусть, например, измеряются параметры конденсатора. В этом случае ггри измерении емкости С,, напряжение , на выходе синхронного детектора 2 находится в том же динамическом диапазоне, что и напряжение U, на выходе измерительной цепи. При этом код АЦП 7 изменяется ка выбранном диапазоне 0,1 N К,,.

Если код АЦП 7 не находится в

указанных пределах, то это свидетельствует о неправильно выбранном диапазоне измерения. Правильная работа измерителя при этом восстанавливается измерением состояния счетчика 9 пределов и образцовой меры измерительной цепи 3.

Если измеряется сопротивление R конденсатора, то напряжение RgUx на

выходе синхронного детектора 4 при правильно выбранном диапазоне измерения изменяется в динамическом диапазоне О 4 R«U , что соответствует изменению сопротивления

R X min ДО бесконечности. Однако АЦП 7 не может сформировать код Ng больший, чем N(J, что резко ограничивает диапазон измерения. Для

расширения диапазона измерения R в предлагаемый измеритель введены усилитель 5 постоянного тока с переменным коэффициентом усиления, изменяющимся десятикратными ступенями, и вспомогательный счетчик 10, управляющий усилителем.

Допустим, что сопротивление конденсатора велико, поэтому NU Nf„). В этом случае в процессе измерения формируется сигнал переполнения, поступающий на дополнительный счетчик 10 и изменяющий его состояние н единицу. Это приводит к возрастанию коэффициента усиления усилителя 5 постоянного тока в десять раз и,следовательно, к десятикратному уменьПЫ

шению отношения

RcUx

на выходе

АЦП 7 и соответствующего ему кода N. Если при увелич ё нном коэффициенте усиления усилителя постоянного тока по-прежнему происходит переполнение счетчика АЦП 7, то вновь изменяют состояние вспомогательного счетчика 10 на единицу и увеличивают коэффициент усиления усилителя 5 постояч

него тока в десять раз. Этот процесс повторяют до тех пор, пока выходной код АЦП 7 Nq н будет меньше NV.. При этом число п, записанное в дополнительном счетчике 10, показывает на сколько нужно изменить порядок числа Np цо сравнению с номинальным диапазоном измерения (при п О). Для правильного инди- цирования порядка результата измерения служит (логический) сумматор 1 1, суммирую1ций коды счетчика 9 пределов и вспомогательного счетчика 10. При переполнении АДП 7 и

изменении коэффициента усиления усилителя 5 постоянного тока необходимо учесть предьщущий кодК накопленный к этому времени АЦП 7, и измерение начинать с установки

АЦП 7 кода, равного одной десятой от максимального. С этой целью в предлагаемый измеритель введен за- датчик 14 кода, при помощи которого на информационные входы А1ДП 7 задается код, численное значение которого равно 0,1 Nnnav. на вход его записи подается сигнал переполнения.

Редактор А.Лежнина

Составитель В.Савинов Техред С.Мигунова

Заказ 8523/47

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП Патент, г. Ужгород,, ул. Проектная, 4

Корректор В.Бутяга