Цифровой измеритель активных сопротивлений Советский патент 1987 года по МПК G01R27/02 

тельной технике и может быть использовано в цифровых омметрах, в частности, для дистанционных измерений активных сопротивлений, расположенных на удалении от измерительного прибора порядка сотен метров, при этом также измерения характеризуются высоким уровнем сетевой помехи, наводимой на измерительную линию.

10

113089362

Изобретение относится к измери- водом резистора 18. Управляющие входы переключателей 2 и 7 соединены соответственно с первым и вторым выходами распределителя 24 управляющих 5 сигналов. Подвижный контакт переклю- ча.теля 7 соединен с входом интегратора 8, выход которого подключен к входу нуль-органа 1 У и Первому входу компаратора 10 напряжения. Второй вход последнего соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 11, выход - с первым входом элемента И 12, второй вход которого подключен к третьему выходу распределителя 24 5 управляющих сигналов, а третий вход- к выходу генератора 21, третьему входу распределителя 24 управляющих сигналов и второму входу элемента И 22. Выход элемента И 12 соединен с входом счетчика 13, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя 11 и управляющим входам формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой. Сигнальный вход формирователя 14 импульсов с регулируемой задержкой соединен с входом генератора 21 и шиной 17 сетевого напряжения 50 Гц. Выход формирователя 14 импульсов с регулируемой

4 и входном токозадающем резисторе 5, чп

„ .- задержкой подключен к первому входу

элемента И 15, второй вход которого преобразователь напряжение-код на пе- „„„ой 16 Пуск, а выходс вторым входом распределителя 24 управляющих сигналов. Выход нуль-ор- ния, цифроаналоговый преобразователь гана 19 соединен с вторым выводом 11, элемент И 12, счетчик 13, форми- резистора 18 и сбросовым входом триггера 20, выход которого подключен к первым входам элемента И 22 и распределителя 24 управляющих сигналов, Чет- 50 Гц. Цифровой блок Ь/ состоит из ре- о ертый выход распределителя 24 управ- зистора 18, нуль-органа 1У, триггера 20, генератора 21, элемента И 22, результирующего счетчика 23 и распределителя 24 управляющих сигналов.

,

Формирователь 14 импульсов с управляемой задержкой состоит из компаратора 25 напряжения, дифференцирующей цепочки на конденсаторе 26 ,и ре- теля 2 подключен к первому контакту 50 зисторе 27, диода 28, выхода 29, переключателя 7 и входному токозада- управляемого делителя напряжения на ющему резистору 5 преобразователя 3 резисторах 30-34 и ключах 35-39, ис- .сопротивление-напряжение на опера- точников 40 и 41 опорного напряжения, ционном усилителе 4, в обратную связь Входы 42-46 являются управляющими которого включен измеряемый резистор 5 входами формирователя. 6. Выход преобразователя 3 сопротив- Работа формирователя импульсов с ление-напряжение подключен к второму регулируемой задержкой иллюстрирует- контакту переключателя 7, третий кон- ся фиг.4, на которой показаны: а -. такт которого, соединен с первым вы- сетевое напряжение на шине 17; S и

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения коэффициента подавления сетевой помехи .

На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя активных сопротивлений; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.З - схема формирователя импульсов с уп- уп равляемой задержкой; на фиг.4 - диаграммы, поясняющие работу формирователя импульсов с управляемой задержкой.

Цифровой измеритель активных соп- 25 ротивлений (фиг.l) содержит источник I опорного напряжения, переключатель 2, преобразователь 3 сопротивление- напряжение на операционном усилителе 4 и входном токозадающем резисторе 5 измеряемый резистор 6, интегрирующий преобразователь напряжение-код на пе реключателе 7, интеграторе 8 и цифровом блоке 9, компаратор 10 напряжерователь 14 импульсов с регулируемой задержкой, элемент И 15, шину 16 Пуск и шину 17 сетевого напряжения

Источник 1 опорного напряжения подключен к первому контакту переключателя 2, второй контакт которого соединен с шиной нулевого потенциала. Подвижный контакт переключаляющих сигналов подключен к установочному входу триггера 20. Выход элемента И 22 соединен с входом результирующего счетчика 23.

гера 20, выход которого подключен к первым входам элемента И 22 и распределителя 24 управляющих сигналов, Чет- ертый выход распределителя 24 управ-

ляющих сигналов подключен к установочному входу триггера 20. Выход элемента И 22 соединен с входом результирующего счетчика 23.

3.1308936

Ь - выходное напряжение компаратора 25 при различных коэффициентах деле- йия управляемого делителя напряжения; Z и а - выходные импульсы формирователя на выходе 29.

На первый вход компаратора 25 поступает сетевое напряжение 50 Гц (фиг,4а). На второй вход компаратора 25 поступает опорное напряжение с управляемого делителя напряжения, . уровень которого задается кодом на управляющих входах 42-46. Компаратор 25 срабатывает при повышении сетевым напряжением напряжения, снимаемого с управляемого делителя (фиг,4б ,Е)) . Выходное напряжение компаратора дифференцируется емкостно-резистивной цепочкой. Диод 28 пропускает на вывш ж

5 л ю в

10 ( и л н

J5 н п в п

J5 неравенства времени интегрирования периоду помехи. В интервале вход интегратора 8 подключается к подвижному контакту переключателя 2 (фиг,2и), а так как последний подход 29 импульсы положительной поляр- 20ключен к шине нулевого потенциала,

ности (фиг. ,), напряжение на выходе интегратора

8 остается без изменений (фиг,2 г).

Работа цифрового измерителя актив- интервале распределитель 24

ных сопротивлений иллюстрируетсясигналов vпpaвлeния открывает элемент

фиг,2, на которой представлены: - 25и 12, и на вход счетчика 13 проходят

сетевое напряжение на шине 17 (50 Гц) ;.ульсы с выхода генератора 21, Циф- О - напряжение сетевой помехи на входе интегратора 8; Ь - выходные импульсы формирователя 14 импульсов с

роаналоговый преобразователь 11 преобразует код, поступающий с выходов счетчика 13, в пропорциональное нап- регулируемой задержкой; г - напряже- зо ряжение, которое возрастает с воз- ние на выходе интегратора 8; а - сигналы подключения выхода преобразователя 3 сопротивление-напряжение к входу интегратора 8; е - сигнал подрастанием числа в счетчике. При достижении выходным напряжением цифро- аналогового преобразователя 11 уровня выходного напряжения интегратора

ключения подвижного контакта переклю- g рабатывает компаратор 10 и своим

чателя 2 к источнику опорного напря- выходом закрывает прохождение импульжения; ж - сигнал подключения входа

интегратора 8 к резистору 18; U сигнал подключения входа интегратора

сов на счетчик 13, Код числа, подсчитанного счетчиком 13, поступает на управляющие входы формирователя 8 к подвижному контакту переключате- о и импульсов с регулируемой задерж- еля 2; к - пачка импульсов, подсчи- устанавливая такой коэффициент тываемая результирующим счетчиком 23 Цифровой измеритель активных сопротивлений работает следующим образом..

В исходном состоянии (интервал tg-t;,) вход преобразователя 3 сопроделения, при котором следующий выходной импульс формирователя 14 появляется приблизительно в момент пе- 45 рехода через нулевой уровень напряжения помехи на входе интегратора (фиг,28-,&) .

тивление-напряжение подключен к шине нулевого потенциала, счетчики 13 и

В интервале t -t вход интеграто23 сброшены в нуль, вход интегратора 50 опять подключается к резистору 8 подключен к резистору 18, При этом 18, а напряжение на выходе интегра- интегратор отслеживает исходный уро- -тора принимает исходный нулевой уровень за счет отрицательной обратной вень и удерживается на нем (фиг,2 г). связи. Сетевое напряжение с шины 17 В момент t подвижный контакт перепоступает на вход генератора 21 для 55 ключателя 2 подключается к источни- подстройки его частоты к частоте пита- ку 1 опорного напряжения, В интерва- ющей сети, а также на вход формирова- ле вход интегратора 8 вторично теля 14 импульсов с регулируемой за- подключается к выходу преобразовате- держкой,ля 3 сопротивление-напряжение. В этом

Измерительный цикл начинается при возникновении единичного уровня на шине 16 Пуск (фиг,1)1 При этом ближайший выходной импульс формирователя 14 проходит через элемент И 15 и запускает распределитель 24 управляющих сигналов, который подключает вход интегратора 8 к выходу преобразователя 3 сопротивление-напряжение

(). В интервале на вход интегратора поступает напряжение сетевой помехи, К концу этого интервала на выходе интегратора 8 напряжение отлично от нуля (фиг,22.) за счет

неравенства времени интегрирования периоду помехи. В интервале вход интегратора 8 подключается к подвижному контакту переключателя 2 (фиг,2и), а так как последний подключен к шине нулевого потенциала,

сов на счетчик 13, Код числа, подсчитанного счетчиком 13, поступает на управляющие входы формирователя и импульсов с регулируемой задерж- устанавливая такой коэффициент

деления, при котором следующий выходной импульс формирователя 14 появляется приблизительно в момент пе- рехода через нулевой уровень напряжения помехи на входе интегратора (фиг,28-,&) .

54308936

интервале интегратор 8 интегрирует напряжение, пропорциональное измеряемому сопротивлению, и напряжение сетевой помехи (фиг.22). В момент врепего на та

мени tj напряжение на выходе интегратора, пропорционально измеряемому сопротивлению, В интервале происходят преобразование выходного напряжения интегратора во -временной интервал и заполнение этого интервала счетными импульсами. Для этого вход интегратора подключается к подвижному контакту переключателя 2 (фиг,2и) который в это время подключен к источнику 1 опорного напряжения,/Происходит разряд интегратора (фиг.2-2), В момент tg распределитель 24 управляющих сигналов устанавливает в единицу триггер 20, который разрешает

прохождение счетных импульсов с выхо-20 компаратор напряжения, два элемента

да генератора 21 через элемент И 22 на результирующий счетчик 23 (фиг,2к). При достижении выходным напряжением интегратора 8 исходного нулевого уровня (фиг.2 г) сбрасывается триггер 20, прекращая прохождение счетных импульсов на результирующий счетчик 23, переключатель 7 подключает вход интегратора к резистору 18, а подвижный контакт переключателя 2 подключается к шине нулевого потенциала. %сло импульсов, подсчитанное результируюш,им счетчиком 23, пропорционально значению измеряемого сопротивления.

В качестве нуль-органа 19 может быть использован компаратор напряжения К521САЗ, результирующего счетчика 23-микросхема К564ИЕ10. Распределитель управляющих сигналов можно построить на сдвиговых регистрах К564ИР9 и элементах И К564ЛА7. В качестве генератора 21 можно использовать генератор с автоматической-подстройкой частоты к частоте сетевого напряжения,

Формула изобретения

1. Цифровой измеритель активных сопротивлений, содержащий источник опорного напряжения, первый переключатель, преобразователь сопротивление-напряжение, выполненный на оперативном усилителе с входным токозадающим резистором и включенным в обратную связь измеряемым резистором, а также интегрирующий преобразовател напряжение-код, состоящий из второго

переключателя, интегратора и цифрово го блока, причем источник опорного напряжения подключен к первому контакту первого переключателя, второй

контакт которого соединен с шиной нулевого потенциала, а подвижный контакт - с входным токозадающим резистором преобразователя сопротивление- напряжение и первым контактом второго

переключателя, подвижный контакт которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом цифрового блока, первьй и второй выходы которого соединены с управляющими входами обоих переключателей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет увеличения коэффициента подавления сетевой помехи, в него введены

И, счетчик, цифроаналоговый преобразователь, формирователь импульсов с регулируемой задержкой, шина сетевого напряжения, выход преобра- .зователя сопротивление-напряжение подключен к второму контакту второго переключателя, третий контакт которого соединен с третьм выходом цифрового блока, выход интегратора соединен с первым входом компаратора напряжения, второй вход которого подключен к выходу цифроана логового преобразователя, а выход - к первому вхо

ду первого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом цифрового блока, третий вход - с пятым выходом цифрового блока, а выход - с входом счетчика, выходы счетчика подключены к входам цифро- аналогового преобразователя и управляющим входам формирователя импульсов с регулируемой задержкой, сигнальный вход которого соединен с вторым входом цифрового блока и ши- ной сетевого напряжения, а выход,- с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с ши- ной Пуск, а выход - с третьим входом цифрового блока.

2, Измеритель по п. 1, о т л и чающийся тем, что цифровой блок содержит нуль-орган, резистор, триггер, третий элемент И, результи- рующий счетчик, распределитель управляющих сигналов и генератор, причем вход нуль-орган является первым входом цифрового блока, первый вывод резистора является третьим выходом цифрового блока, выход нуль-органа подключен к второму выводу резистора и сбросовому входу триггера, выход которого соединен с первыми входами третьего элемента И и распреде- 5 лителя управляющих сигналов, выход третьего элемента И соединен с входом результирующего счетчика, второй вход распределителя управляющих сигналов является третьим входом цифрового JO блока, первый, второй и четвертый выходы которого являются соответственно первым, вторым и третьим выходами распределителя управляющих сигналов, четвертый выход которого соединен с установочным входом триггера, выход генератора соединен с третьим входом распределителя управляющих сигналов и вторым входом третьего элемента И и является пятым выходом цифрового блока, вторым входом которого является вход генератора.

Изобретение может быть использовано в цифровых омметрах. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, переключатель 2, преобразователь 3 сопротивление - напряжение, интегрирующий преобразователь напряжение - код на переключателе 7, интеграторе 8 и цифровом блоке 9. Введение компаратора 10 нап- р-яжения, элементов И 12 и 15, цифро- аналогового преобразователя 11, счетчика 13, формирователя 14 импульсов и вьшолнение цифрового блока 9 в. виде нуль-органа 19, триггера 20, генератора 21, элемента И 22, результирующего счетчика 23 и распреде,- лителя 24 управляющих сигналов увеличивают коэффициент подавления сетевой помехи. 1 з.п.ф-лы. 4 ил. i (Л &2 со о 00 (Г со О) 9U2.1

а

/Г /Г /X /X

. fXjr-|- JJ--i-- M-T| -T-п-г I

V/I V7i У| V7

ж

и

ioti

50Гц

25

Фиг.З

ФигЛ

Составитель В. Смирнов Редактор О, Юрковецкая Техред Л.Олейник Корректор М.-Демчик

Заказ 1794/37 Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

26 Z8

Hf-r

29 -o