Измеритель индуктивности Советский патент 1989 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве аналого-цифрового преобразователя при построении информационно-измерительных систем, систем автоматического контроля, где для измерения и контроля физических величин исполтьзуются индуктивнь1е датчики, а также для измерения индуктивности катушек при их производстве и использовании в радиоэлектронном обо- ,рудовании.

Цель изобретения - повьшение точпоступающего с первого управляющего триггера 1, при этом вьСход другого логического элемента 5 с тремя состояниями находится в состоянии высокого сопротивления, т.е. отключен. Автоколебательная система начинает генерировать, при этом происходит генерация двух удлиненных импульсов в результате переходных процессов на измеряемой индуктивности. После этих двух импульсов триггер 12 опрокидывает первый управляющий триггер 11 в 1 и на управляющие входы логических

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в качестве аналого-цифрового преобразователя при построении инфор- мационно-измерительнь1х систем, где для измерения и контроля физических величин используются индуктивные дат-- чики. Целью изобретения является по- вытение точности, расширение диапазона измерений и упрощение устройства На чертеже представлена функционш1Ьная схема измерителя, который содержит три логических элемента И-НЕ 1, 2, 3, два повторителя 4 и 5, зажимы 6, 7 для подключения измеряемой индуктивности, резистор 8 времязадаю- щей цепочки, полевой транзистор 9, нагрузочный резистор 10, три триггера П, 12, 13, шину 14 вывода информации на ЭВМ, цифровой индикатор 15, выключатель 16, реверсивный счетчик 17, регистр 18, элементы задержки 19, 20, элемент И 21 и импульсный генератор 22. Новым является то, что в измерителе используется метод аре- образования индуктивности во временной интервал с устранением погрешности самой измерительной системы, что достигается включением в устройство управляющей системы на двух повторителях с тремя состояними на выходе и управлянщем триггере, что позво-п ,. ляет повысить точность измерений при расширении диапазона измерений в сторону малых величин. 2 ил. (Л , О1 00 г.1

ности, расширение диапазона измеренийf5 элементов А и 5 поступают сигналы, и упрощение устройства.

На фиг. приведена функциональная схема измерителя индуктивности; на фиг,2 - временные диаграммы.

Измеритель индуктивности содержит 20 три логических элемента И-НЕ i-3 (логические элементы показаны в функции НЕ), два логических элемента 4 и 5 (повторителя) с тремя состояниями на выходе, згшимы 6 и 7 для подключе-25 ВИЯ измеряемой индуктивности, резис- тор 8 времязадающей цепочки, полевой транзистор 9, нагрузочный резистор

переводящие элемент 4 в состояние в сокого сопротивления, а элемент 5 - в повторитель. При этом начинается новый колебательный процесс, в резуль тате которого генерируются два корот ких импульса, длительность которых определяется элементами автоколебательной системы. По окончании второ го короткого импульса первый управляющий триггер II возвращается в ис ходное состояние (нулевое) и опроки дывает второй управляющий триггер J и 1, с инверсного выхода которого сигнал О поступает на вход разрешепереводящие элемент 4 в состояние в сокого сопротивления, а элемент 5 - в повторитель. При этом начинается новый колебательный процесс, в резуль тате которого генерируются два корот ких импульса, длительность которых определяется элементами автоколебательной системы. По окончании второ го короткого импульса первый управляющий триггер II возвращается в ис ходное состояние (нулевое) и опроки дывает второй управляющий триггер J и 1, с инверсного выхода которого сигнал О поступает на вход разреше10 автоколебательной системы, три триггера Г1-13, щину J4 вывода инфор-JQ ния записи информации в регистр J8, мации на ЭВМ, цифровой индикатор 15, вход элемента И 2J и через элемент выключатель 16, реверсивный счетчик 17, регистр 18, элементы 19 и 20 задержки, логический элемент И 21 и импульсный генератор 22,

Устройство работает следующим образом.

20 задержки на вход установки в нул реверсивного счетчика 17,

Во время рассматриваемого процес 35 (фиг,2) происходит следующее.

Первый управляющий триггер J1 в.

течение времени t, (двух удлиненных периодов) подает разрешающий сигнал на вход прямого счета счетчиков J7,

При включении питания полевой транзистор 9 закрыт, так как паразитные емкости на его входе разряжены, что определяет исходное состояние элементов И-НЕ 1-3, одновременно все триггеры 11-13 устанавливаются в нуль (на схеме цепь установки в нуль не показана),. Напряжение на входе элемента И-НЕ 2 оказывается ниже порогового-, что соответствует сигналу О, поэтому на выходе элемента И-НЕ 2 устанавливается напряжение 1, В результате инвертирования этого сигнала элементом И-НЕ 3 на входах триггера 12 и элемента И-НЕ 1 устанавливается сигнал О, а на выходах логического элемента И-НЕ 1 и логкгчес- кого элемента 4 с тремя состояниями устанавливается состояние J, Элемент 4 открыт для прохождения сигнала из-за присутствия разрешающего сигнала (О) на управляющем входе/;

элементов А и 5 поступают сигналы,

переводящие элемент 4 в состояние вы сокого сопротивления, а элемент 5 - в повторитель. При этом начинается новый колебательный процесс, в результате которого генерируются два коротких импульса, длительность которых определяется элементами автоколебательной системы. По окончании второго короткого импульса первый управляющий триггер II возвращается в исходное состояние (нулевое) и опрокидывает второй управляющий триггер J3 и 1, с инверсного выхода которого сигнал О поступает на вход разреше

ния записи информации в регистр J8, вход элемента И 2J и через элемент

ния записи информации в регистр J8, вход элемента И 2J и через элемент

20 задержки на вход установки в нуль реверсивного счетчика 17,

Во время рассматриваемого процес- (фиг,2) происходит следующее.

Первый управляющий триггер J1 в.

течение времени t, (двух удлиненных периодов) подает разрешающий сигнал на вход прямого счета счетчиков J7,

0

t (двух корота в течение времени ких периодов) - на разрешение обратного Счета, Счетные импульсы заполнения проходят через открыть1й элемент И 21 с кварцевого генератора, 5 Таким образом, происходит вычитание длительности двух коротких (собственных) периодов автоколебательной системы из длительности двух удлиненных периодов при подключенной измеряемой индуктивности, т,е.

0

t

-о

где

to tl-время, на которое

увеличивается длительность двух периодов автоколебательной системы, обусловленное подключением в схему измеряемой индуктивности. Вследствие этого погрешности самой автоколебательной системы, зависящие от различных факторов, исключаются из результатов измерений, В течение еледующих че1Ъ1рех периодов (t t,+t) процесс повторяется, но измерений не происходит, так как второй управляющий триггер 13 закрывает элемент И 21 , счетные импульсы с кварцевого генератора 22 перестают поступать на счетчик Г/, одновременно от триггера 13 поступает сигнал записи в регистр 18 содержимого счетчика 17, Элемент 20 задержки обеспечивает задержку сигнала установки в О счетчика 17 на время, необходимое для записи информации из счетчика в регистр. Элемент 19 задержки служит для обеспечения одновременного поступления сигналов ;на управляюпще и информационные вхо- ды элементов 4 и 5

По окончании времени t схема приходит в исходное состояние, и процесс повторяется, Кз регистра 18 данные поступают на шину J4 вьгоода и через дешифратор (не показан) - иа цифровой индикатор. Из рассмотренного ясно, что происходит преобразование индуктивности в пропорциональньй интервал времени с исключением погрешностей, вносимь1х автоколебательной системой, Подбором частоты квар- цевого генератора или элементов автоколебательной системы на цифровом индикаторе можно получать непосредственно величину измеряемой индуктивности.

Таким образом, применение управляющей системы на логических элементах с тремя состояниями на выходе позволяет освободиться от погрешности, вносимой самой автоколебатель- ной системой и паразитными параметрами монтажа, что позволяет повысить точность измерений при расширении диапазона в сторошя малых величин. Кроме того, точность измерения повышается при расположении элемента 4 рядом или непосредственно в первом зажиме для подключения измеряемой индуктивности.

Формула изобретени

Измеритель индуктивности, содержащий автоколебательную систему, элемент задержки, три триггера, импуль ный генератор, элемент И, реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с цельы повьппения точности, расширения диапазона измерений и упрощения устройства, в автоколебательную систему, вьшолнеиную на трех логических элементах И-НЕ и полевом транзисторе с времязадающей цепочкой на входе, в него введены два логических элемента с .тремя состояниями на выходе, второй элемент задержки, регистр, шина для вывода информации на ЭВМ, цифровой индикатор, причем выход первого логического элемента 15 И-НЕ подключен к информационным входам логических элененто э с тремя состояниями, а управляющие входы этих элементов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами перво- 20 го управляющего триггера, входами разрешения прямого и обратного счета реверсивного счетчика, прямой выход первого управляющего триггера подключен к счетному входу второго упрйвля- 25 ющего триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу элемента И, к входу разрешения записи регистра и через элемент задержки - к выводу установки в О реверсивно- 30 го счетчика, выход первого логического элемента с тремя состояниями соединен с первым зажимом для подключения измеряемой индуктивности, а выход второго элемента подключен к вто- 35 зажиму для подключения измеряемой индуктивности, затвору полевого транзистора и времязадающему резистору, другой вьшод KOTof)oro соединен с землей, первый и второй входы 40 третьего логического элемента И-НЕ связаны с выходом второго логического элемента И-НЕ, вход которого подключен параллельно нагрузке полевого транзистора, выход третьего логи- 45 ческого элемента соединен со счетным входом третьего триггера и через эле мент задержки с первым и вторым вхо дами первого логического элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора 50 связан с вторым входом элемента И, выход которого соедине-н со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами регистра, а выходы регистра связаны с цифj ie;-ff- y - - . , we

импульс- 55 Ровым индикатором и шиной вывода на

ЭВМ,

10

, ,

аный счетчик, отличающийся тем, что, с цельы повьппения точности, расширения диапазона измерений и упрощения устройства, в автоколебательную систему, вьшолнеиную на трех логических элементах И-НЕ и полевом транзисторе с времязадающей цепочкой на входе, в него введены два логических элемента с .тремя состояниями на выходе, второй элемент задержки, регистр, шина для вывода информации на ЭВМ, цифровой индикатор, причем выход первого логического элемента 15 И-НЕ подключен к информационным входам логических элененто э с тремя состояниями, а управляющие входы этих элементов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами перво- 20 го управляющего триггера, входами разрешения прямого и обратного счета реверсивного счетчика, прямой выход первого управляющего триггера подключен к счетному входу второго упрйвля- 25 ющего триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу элемента И, к входу разрешения записи регистра и через элемент задержки - к выводу установки в О реверсивно- 30 го счетчика, выход первого логического элемента с тремя состояниями соединен с первым зажимом для подключения измеряемой индуктивности, а выход второго элемента подключен к вто- 35 зажиму для подключения измеряемой индуктивности, затвору полевого транзистора и времязадающему резистору, другой вьшод KOTof)oro соединен с землей, первый и второй входы 40 третьего логического элемента И-НЕ связаны с выходом второго логического элемента И-НЕ, вход которого подключен параллельно нагрузке полевого транзистора, выход третьего логи- 45 ческого элемента соединен со счетным входом третьего триггера и через элемент задержки с первым и вторым входами первого логического элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора 50 связан с вторым входом элемента И, выход которого соедине-н со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами регистра, а выходы регистра связаны с цифff- y - - . , we

с- 55 Ровым индикатором и шиной вывода на

ЭВМ,

Составитель Козлов Редактор Л.Пчолинская Техред А.Кравчук Корректор М.Максимитннец

Заказ 941/46

Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. А/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

us.2

Подписное