Устройство измерения электрических параметров бесконтактных переключателей Советский патент 1988 года по МПК G01R31/28 G01R31/327 

СХ)

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре измерения и контроля параметров бесконтактных переключателей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности Измерений за счет уменьшения погрешности, вносимой компараторами, и исключения погрешности хранения значений уровней выходного сигнала, а также измерения выходных уровней.

На фиг. .1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие формирование временного интервала, равного длительнбсти фронта (среза) выходного сигнала переключателя.

Устройство состоит из блока 1 управления, узла 2 включения - выключения, аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 3 и 4, делителей 5 и 6 напряжения, коммутатора 7, компараторов 8 и 9, схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 10, блока 11 измерения временных интервалов и блока 12 обработки и индикации. ,.

Узел 2 включения-выключения соединен с первой клеммой для подключения исследуемого переключателя, вторая клемма - с аналоговыми входами АЦП 3 и 4, выход компенсирующего напряжения АЦП 3-е первыми входами 5, и 6, де хителей 5 и 6 напряжения, выход компенсирующего напряжения АЦП 4 - с вторыми входами 5 и 6 делителей 5 и 6 напряжения, выходы делителей 5 и 6 - с входами коммутатора 7, выходы коммутатора - с инвертирующими -входами компараторов 8 и 9 напряжения, выходы компараторов 8 и 9 - с входами логической схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 10, выход которой соединен с входом блока 11 измерения временных интервалов, информационный выход которого соединен с вторым входом 12j, блока 12 обработки и индикации, входы 12, и 12 которого соединены соответственно с цифровыми выхо дами АЦП 3 и 4, а вход 12 запуска - с выходом Ij. управляющего блока 1 выход 1, которого соединен с входом запуска узла 2 включения-выключения, выходы 1г и 1-J - с входами запуска АЦП 3 и АЦП 4 соответственно, выход Ц - с входом запуску блока 11 измерения временных интервалов, а выход

20

25

1g - с входом управления коммутатора 7.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу Пуск сигналом с выхода 1, блока управления запускается узел 2 включения-выключения, который воздействуя на исследуемый переключа- таль, включает его. При этом выходной сигнал на выходе переключателя принимает значение высокого уровня Up . После окончания переходного процесса управляющим сигналом с выхода 15 1 блока 1 управления запускается по входу запуска АЦП 3. Кодовая комбинация, пропорциональная величине U , с цифровых выходов АЦП 3 поступает 1 на информационные входы 12, блока 12 обработки и индикации, в котором осуществляется преобразование кодов, индикация значения U и разбраковка переключателей по этому параметру.

Компенсирующее напряжение, сформированное АЦП, равное значению U поступает на входы 5( и 6 делителей 5 и 6 напряжения. После этого сигналом с выхода 1, блока 1 управления через узел 2 включения-выключения осуществляется выключение переключателя. Выходной сигнал на выходе переключателя принимает зйачение низкого уровня UOH . Сигналом с выхода 1, блока 1 управления запускается АЦП 4. Кодовая комбинация, пропорциональная значению UQ , поступает на вход 12 блока 12 обработки и индикации, где происходит обработка полученного кода, индикация значения и бракойка переключателей по этому параметру.

Компенсирующее напряжение, равное значению Ц , с выхода компенсирующего напряжения АЦП 4 поступает на входы Sj и 6j, делителей 5 и 6 напряжения. С выхода делителя 5 напряжения снимается сигнал, равный 0,9 (Цоц -U(m ) , а с выхода делителя 6 напряжения - сигнал, равный 0,1 (Ufl,,-UQ ). Сигналы с выходов делителей в качестве опорных напряжений через коммутатор 7 поступают на инвертирующие входы компараторов 8 и 9 напряжения. Повторным сигналом с выхода 1, блока 1 управления осуществ- 55 ляется запуск узла 2 и включение

исследуемого переключателя, а сигналом с выхЬда 14 - запуск измерителя 11 временных интервалов.

30

35

40

45

50

31

При достижении вькодным сигналом переключателя значения 0,1 ( ) выходной сигнал компаратора 9 напряжения через некоторое время задержки Т, принимает значение высокого уровня. Значение высокого уровня получают на выходе логической схеМ) 19 (U,g) . При достижении вькодным сигналом переключателя значения 0,9 ( -Upj ) выходной сигнал компаратора 8 напряжения (Ug) через некоторое время задержки D принимает значение высокого уровня и соответственно сигнал на выходе логической схемы 10 переходит от значения высокого уровня к низкому. Таким образом, длительность импульса Тц| , снимаемого с выхода схемы 10, равна Т„, Т™ + + (j- ) где TO, - длительность . фронта сигнала с выхода переключателя (время включения).

Если 2 погрешность, вносимая задержками компаратора, будет одного знака, а при Tj Z, - другого. Формирование импульса на выходе логической схемы 10 иллюстрируется временными диаграммами на фиг. 2, где и сигнал на выходе переключателя, Ug, и, - сигналы на выходах компараторов 8 и 9, U, - сигнал на выходе логической схемы 10. Длительность временного интервала Тц измеряется измерителем 11временного интервала, информация О величине передается в блок 12, где она запоминается. Затем выключается переключатель и формируется импульс Т, Т. + (-с, - t ) , где Т,

иг

р . 4V., -г - -с длительность среза выходного сигнала переключателя (время выключения). Время Тц также запоминается в блоке 12. При повторном включении переключате- ля сигнал с выхода 1g блока 1 управления воздействует по управляющему входу на коммутатор 7, который переключает выход делителя 5 с входа компаратора 8 на вход компаратора 9, а выход делителя 6 - с входа компаратора 9 на вход компаратора В. Формируется временной интервал Т -T,+ + ( с, ) при этом знак погрешнос ти, обусловленный неравенством t, ТJ , изменяется на противоположный Длительность импульса Тц измеряется измерителем 11 и информация заносится в блок 12, где она суммируется с ранее запомненным значением Тц. После выключения переключателя

10

15

0

25

30

35

0

45

50

5

164

формируется и измеряется величина временного интервала Т T. + ( t - - €, ) и складывается со значением TUJ,. После повторения п циклов измерения в блоке 12 получают значения

п.Т + п/2-(Тг - ч ) + + п/2 (г, --г) п-Т,

п-Т + n/Z-C :, - г,) + + п/2 (Т - о, ) п-Т,

т.е. осуществляется усреднение п измерений и устраняется систематическая цогрешность, вносимая компараторами.

Формула изобретения

Устройство измерения электрических параметров бесконтактных переключателей, содержащее узел включения- выключения, первый и второй компараторы напряжения, блок измерения временных интервалов, блок обработки и индикации, выход узла включения-выключения соединен с первой клеммой для подключения объекта контроля, вторая клемма для подключения объекта контроля соединена с первыми входами первого и второго компараторов,, выход блока измерения временных интервалов соединен с вторым входом блока обработки и индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения, в него введены блок управления, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй делители напряжения, коммутатор, схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый выход блока управления соединен с входом узла включения-выключения, второй выход - с управляющим входом первого аналого- цифрового преобразователя, третий выход соединен с управляющим входом второго аналого-цифрового преобразователя, четвертый выход соединен с управлякицим входом блока измерения временных интервалов, пятый выход соединен с управляющим входом блока обработки и индикации, шестой выход соединен с управляющим входом коммутатора, вторая клемма для подключения объекта контроля соединена с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом блока обработки и индикации, второй выход с первыми входами первого и второго делителей напряжения, первый выход второго анапого-цифрового преобразо вателя соединен с вторыми входами первого и второго делителей напряже ния, второй выход второго аналого- цифрового преобразователя соединен с третьим входом блока обработки и индикации, выход первого делителя напряжения соединен с первым входом коммутатора, выход второго делителя напряжения соединен с вторым входом

66

коммутатора, первый выход коммутатора соединен с вторым входом первого компаратора, выход которого соединен с первым входом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вькод коммутатора соединен с вторым входом второго компаратора, выход которого соединен с вторым входом схе№1 ИСКЛЮЧАКЩЕ ИЛИ, выход которой соединен с входом блока измерения временных интервалов, вход блока управления соединен с входом устройства.

ИзЬбретение относится к электроизмерительной технике и служит для расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений. Устройство содержит компараторы 8 и 9, блок 11 измерения временных интервалов и блок 12 обработки и индикации. Введение блока 1 управления, аналого-цифровых преобразователей 3 и 4, делителей 5 и 6 напряжения, коммутатора 7, схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и образование новых функциональных связей уменьшает погрешности, вносимые компараторами 8 и 9, и исключает погрешности хранения значений уровней выходного сигнала, а также изменение выходных уровней. 2 ил.