Измеритель параметров комплексных сопротивлений Советский патент 1986 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении измерителей параметров комплексных сопротивлений .

Цель изобретения г повьшение точности измерения путем стабилизации уровня напряжения, подаваемого на вход синхронного детектора и аналога- цифрового преобразователя.

На чертеже приведена структурная схема измерителя параметров комплексных сопротивлений.

Устройство содержит источник 1 питания (генератор синусоидального сиг- . нала), измерительную цепь 2, имеющую выход 3 и включающую в себя дискретно регулируемую образцовую меру 4 сопротивления, объект 5 измерения и -усилитель 6, уПравляемьш делитель 7 напря- жения, компаратор 8 напряжения, источник 9 опорного напряженку, счетчик 10 коэффициента деления, счетчик П диапазонов, переключатель 12 с перекидным контактом 13 и неподвижными контактами 14 и 15 соответственно, синхронный детектор 16, аналого-цифровой преобразователь 17, генератор 18 прямоугольных импульсов, управля- емьш делитель 19 частоты, отсчетный цифровой блок 20.

Источник питания 1 ((генератор, синусоидального напряжения) подключен к измерительной цепи 2, имеющей выход 3 и включающей в себя дйскретно-ре- гулируемую образцовую меру 4 сопротивления, объект измерения 5 и усилитель 6, осуществляющие преобразование измеряемой величины и сопротивления образцовой меры а переменное напряжение, общий канал, включающий в себя последовательно соединенные синхронный детектор 16, аналого-цйф- .розой преобразователь 17 и отсчетный цифровой блок 20, переключатель 12, перекидной контакт которого подсоединен к входу синхронного детектора, а один из неподвижных контактов совместно с входом измерительной цепи и входом управления синхронного детектора подсоединен к выходу источника питания, компаратор 8 найряжения, одним входом соединен с другим неподвижным контактом переключателя, а другим входом - с источником опорного напря- жения 9, счетчик диапазонов 1 выходом соединен с цепями управления дискретно-регулируемой меры 4 сопротив

5 0 5 О

0 5

5

ления измерительной цепи 2 и с цепями управления индикацией запятой и символами размерности измеряемой величины отсчетного цифрового блока 20, управляемьй делитель 7 напряжения включен между выходом измерительной цепи и неподвижным контактом переключателя, связанным с компаратором напряжения, управляемым делителем 19 частоты, выход которого подсоединен к опорному (импульсному) входу аналого-цифрового преобразователя, сигнальный вход - к генератору импульсов и счетчику 10 коэффициента деления, счетньй вход которого подсоединен к выходу компаратора 8 напряжения, выход переполнения соединен со счетным входом счетчика 11 диацазонов, а кодовый выход - с цепями ния управляемых делителей напряжения и частоты.

Включение управляемого делителя напряжения между выходом измерительной цепи и входом синхронного детектора позволяет стабилизировать уровень напряжения, подаваемого на вход синхронного детектора, а затем на вход аналого-цифрового преобразователя, что уменьщает погрешность измерения из-за нелинейности передаточной характеристики общего канала.

Введение управляемого делителя частоты позволяет изменять ма сштаб преобразования аналого-цифрового преобразователя синхронно и пропорционально коэффициенту деления управляемого делителя напряжения, благодаря чему коэффициент преобразования общего канала остается постоянным.

Счетчик коэффициента деления осуществляет управление делителями напряжения и частоты в соответствии с уровнем выходного напряжения измерительной цепи.

Измеритель параметров комплексных сопротивлений работает следующим образом.

При подключении источника 1 питания к измерительной цепи 2 .йа ее выходе 3 возникает напряжение, пропорциональное импедансу объекта 5 измерения. Это напряжение подается на управляемый делитель 7 напряжения, а с его выхода - на вход 1уэмпара- тора 8 напряжения. Если напряжение, снимаемое с выхода делителя 7, отличается от напряжения источника 9

опорного напряжения, на выходе компаратора 8 появляются импульсы, которые подаются на счетный вход счетчика 10 коэффициента деления.

Работа измерителя синхронизирована так, что в начальньш момент счетчик 10 коэффициента деления и счетчик 1I диапазонов находятся в исходном нулевом состоянии, дискретно-регулируемая образцовая мера 4 сопротивления имеет минимальное значение, а коэффициент деления управляемого делителя напряжения равен 1. По мере поступления счетных импульсов на вход счетчика 10 последний изменяет свое состояние, благодаря чему изменяется и коэффициент деления делителя 7. Если при максимальном значении коэффициента деления делителя 7 напряжения на выходе делителя 7 превосходит напряжение источника 9 опорного напряжения, происходит переполнение счетчика 10, возникает импульс пе- полнения, который, воздействуя на счетный вход счетчика 11 диапазонов, изменяет его состояние, что приводит к десятикратному изменению значения сопротивления дискретно-регулируемой образцовой меры 4 и к соответствующему изменению напряжения, снимаемого с выхода 3 измерительной цепи 2. Если и в этом случае напряжение, подаваемое на компаратор 8, превосходит напряжение источника 9 опорного напряжения, процедура выбора диапазона измерений будет повторена до удовлетворения усиловия и„ц Ц, , где Ug и iUo - напряжения на выходе делителя 7 и напряжение источника 9 опорного напряжения соответственно.

В измерителе параметров комплексных сопротивлений любой десятичньш диапазон разбивается на ряд субдиапазонов, число которых равно числу состояний счетчика 10 коэффициента деления. Если, например, число состояний счетчика 10 принято равным 10, коэффициенты передачи делителя 7 напряжения имеют значения 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9. В этом случае выходное напряжение измерительной цепи, соответствующее измеряемому импедансу, представляемому, например отсчетом 1,000 (после процедуры выбора предела и установки соответственн данному случаю коэффициента деления делителя 7, равного 0,9) подается на вход общего канала как напряжение, соответствующее отсчету 9.000.

Если измеряемому импедансу соответствует отсчет, равный 3.000, счетчик 10 принимает состояние, при котором коэффициент деления делителя 7

станет равным 0,3, и на вход общего канала подается напряжение, соответствующее отсчету, равному 9.000 и т.д.

В силу того, что напряжение и ц в

процессе выбора диапазона измерений становится достаточно близким к напряжению и, а последнее выбирается равным выходному напряжению источника 1 питания или напряжению, используемому

в качестве делимого, на вход общего канала подаются измерительные напряжения одинакового уровня, что эквивалентно снижению погрешности, возникающей из-за нелинейности передаточной характеристики общего канала.

Благодаря тому, что опорная частота, снимаемая с выхода генератора 18 прямоугольных импульсов, подается на опорный (импульсньш) вход анапого-цифрового преобразователя 17 через управляемый делитель 19 частоты, коэффициент деления которого изменяется синхронно и пропорционально с коэффициентом деления управляемого делителя

7 напряжения процесс нормализации измерительных напряжений на результат измерений влияния не оказьшает.

35

Формула изобретения

Измеритель параметров комплексных сопротивлений, содержащий последовательно соединенные переключатель, синхронный детектор, аналого-цифро- вой преобразователь и отсчетный цифровой блок, источник питания,первьй выход которого соединен с общей шиной, а второй - с вторым входом синхронного детектора и с первыми вхо. дами переключателя и измерительной цепи, состоящей из дискретно-регулируемой образцовой меры сопротивления, первый вывод которой соединен с первым входом измерительной цепи, 0 а второй вывод - с первой клек- ой для подключения измеряемого объекта и с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с второй клеммой для подключения измеряемого

5 объекта и вторым входом измерительной цепи, соединенным с общей щиной, а выход усилителя соединен с выходом измерительной цепи, компаратоп напряжения, первый вход которого соединен с вторым входом переключателя, а второй вход - с источником опорного напряжения, генератор прямоугольных импульсов, счетчик диапазонов, выход которого соединен с входом управления дискретно-регулируемой образцовой меры српротивления измерительной цепи и с входом управления отсчетного цифрового блока, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены управляемый делитель частоты, счетчик коэффициента деления и управляемый делитель напряжения, включен

ньй между выходом измерительной цепи и вторьм входом переключателя, выход управляемого делителя соединен с импульсным входом аналого-цифрового преобразователя, а сигнальный вход - с выходом генератора прямоугольных импульсов, счетшай вход счетчикд коэффициента деления соединен с вьпсодом компаратора напряжения, выход переполнения счетчика коэффициента деления соединен со счетным входом счетчика диапазонов, а кодовый выход - с входами управления управляемого делителя напряжения и управляемого делителя частоты.

Изобретение относится к области электроизмерений. Цель изобретения -. повьшение точности измерения. Устройство содержит источник 1 питания, измерительнзда цепь 2 с выходом 3, включающую в себя дискретно-регулируемую образцовзпо меру 4, объект 5 из мерения и усилитель 6. Управляемый делитель 7- напряжения, компаратор 8 напряжения, источник 9 опорного напряжения, счетчик 10 коэффициента деления, счетчик П диапазонов, переключатель 12 с перекидным контактом 13 и неподвижными контактами 14 и 15 соответственно, синхронный детектор 16, аналогово-цифровой преобразователь 17, генератор 18 прямоугольных импульсов, управляемый делитель 19 частоты и отсчетный цифровой блок 20. Введение управляемого делителя частоты позволяет изменять масштаб преобразования аналого-цифрового преобразователя синхронно и пропорцио- нально коэффициенту деления управляемого делителя напряжения,благодаря чему коэффициент преобразования щего канала остается постоянным Счетчик коэффициента деления осуществляет управление делителями напряжения и частоты в соответствии с уровнем выходного напряжения измерительной цепи. 1 ил. (Л ю ю 00 о со