Устройство для измерения параметров элементов сложной электрической цепи Советский патент 1990 года по МПК G01R27/02 

3.

Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах для измерения параметров резисторов, резисторов и конденсаторов, резисторов и индуктивностей, образующих сложные электрические цепи. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит блок 1 отсчетных устройств, источник 2 постоянного напряжения, усилитель 3 напряжения и бесконтактные ключи 4,5. Поставленная цель достигается за счет предложенной схемы построения устройства с введением программируемого источника 24 напряжения и блоков 12-14 обработки, каждый из которых содержит бесконтактные ключи 15,16, усилитель 18 сравнения, операционный усилитель 19, компенсатор 20 и программируемый измерительный резистор 21. 2 ил.

И

3:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных измерительных системах при измерении параметров резисторов, резисторов и конденсаторов, резисторов и ин дуктивностей, образующих сложные электрические цепи

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема-устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу

устройства,

I

Устройство содержит блок 1 отсчет- ных устройств, источник 2 постоянно- 1го напряжения, усилитель 3 напряже- ния, вход обратной связи и выход ко- торого через бесконтактные ключи 4 и 5 подключены к общей точке А элемен- тов 6-10 сложной электрической цепи 1 1 , блоки 12, 13 и 14 обработки (по количеству одновременно измеряемых параметров цепи 11), каждый из которых содержит первый и второй бесконтактные ключи 15, 16 и узел 17 обработки, содержащий усилитель 18 сравнения, операционный усилитель (ОУ) 19, компенсатор 20, выполненный в виде составного транзистора, и программируемый измерительный резистор 21, при этом неинвертирующий вход ОУ 19 подключен к общей шине, а инвертирующий вход через первый бесконтактньй ключ 15 соединен с первым выводом второгр бесконтактно - го ключа 16 и с соответствующим выводом элементов 6-10 цепи 11 (первые выводы ключей 16 в блоках 12, 13 и 14 подключены к точкам В,С, D соответственно), вход компенсатора 20 подключен к второму выводу второго бесконтактного ключа 16, а выход к первому входу усилителя 18 сравнения непосредственно и через программируемый измерительный резистор 21 - к второму входу усилителя 18 сравнения и потенциальному входу 22 блока 12, выход ОУ 19 подключен к управляющему входу компенсатора 20, выход усилителя 18 сравнения является выходом 23 блока 12 обработки и подключен к соответствующему входу блока 1 отсчетных устройств, потенциальные входы 22 блоков 12 обработки подключены к выходу источника 2 постоянного напряжения, выход программируемо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

го источника 24 напряжения подключен к входу усилителя 3 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Полярность выходного напряжения источника 24 выбирается противоположной полярности выходного напряжения источника 2. В начальный момент t0 по командам от программного устройства (ПУ) задаются величина выходного напряжения программируемого источника 24; величина сопротивления Rorp , ограничивающего ток нагрузки усилителя 3; величина сопротивления резисторов 21 R2( в блоках обработки. В этот же момент происходит подключение блоков 12, 13 и 14 и усилителя 3 к цепи 11.

В момент t, по команде от ПУ включается источник 24 на время задаваемое в ПУ из соотношения - 10Rorp- С Сх - максимальное ожидаемое значение емкости. К точке А цепи 11 прикладывается напряжение с выхода усилителя 3,при этом контур протекания тока образован цепями, каждая из которых содержит элементы, параметры которых измеряются (в первой цепи - элемент 6, во второй - 7 и 8, в третьей - 9 и 10), замкнутый ключ 16, компенсатор 20, измерительньй резистор 21, источник 2, общую шину, источник 24, усилитель 3. При этом на резисторах 21 в блоках 12, 13 и 14 выделяются напряжения, пропорциональные токам, протекающим через элементы 6, 7; 8 и 9; 10 соответственно. Это обеспечивается, во-первых, за счет того, что ток коллектора компенсатора 20 практически равен току эмиттера в силу большого коэффициента усиления, во- вторых, за счет свойств ОУ 19,обеспечивающего в точках В,С и D напряжения, близкие к нулю (виртуальный нуль), и электрическую развязку элементов 6, 7; 8, 9; 10; в третьих, за счет включения бесконтактных к-лю- чей 16 последовательно с компенсаторами 20, что позволяет компенсировать погрешность, вносимую ключами 16. Усилитель 19, ключи 15,16 и компенсатор 20 образуют цепь автоматической регулировки, поддерживающую в точке В (C,D) потенциал, близкий к нулю. При изменении сопротивления ключа 16 суммарное сопротивление

% + VR

кл

и R,

- сопротив51536

пения ключа и компенсатора соответственно) изменяется, изменяя потенциал в точке В, при этом, на входах ОУ 19 появляется напряжение, которое, усиливаясь ОУ 19, поступает на вход компенсатора, изменяя его сопротивление таким образом, что в точке В поддерживается потенциал, близкий к нулю. Через время задержки t«; , необ- хоДимое для установления нулевого потенциала в точках B,C,D, по командам от ПУ блок 1 отсчетных устройств считывает значения напряжений с выходов 23 блоков 12-14 и запоминает их (иИЭАИ). Через время At,задаваемое ПУ, блок 1 вторично считывает и запоминает значения напряжений с выходов 23 блоков 12-14 (ииэм2). В момент времени t4 по команде от ПУ происходит третье считывание и запоминание блоком 1 напряжений с выходов 23 блоков 12-14 (иигм).

В момент времени t-j по команде ПУ выключается источник 24, в интер- вале времени tj - -Ц отключаются усилитель 3 и блоки 12-14 от цепи 11, значения напряжений иигм ; считываются из блока 1 в ПУ, где вычисляются результаты измерений по форму- лам:

At

U,

R , In iMi.- когр 1П п

Р иизмг

R,

:У,1Н21

В момент . устройство готово к дальнейшей работе.40

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров элементов сложной электрической

з 0

5 0

5

0

цепи, содержащее источник постоянного напряжения, усилитель напряжения, вход обратной связи и выход которого через бесконтактные ключи соединен с клеммой для подключения исследуемой сложной электрической цепи, блоки обработки по числу одновременно измеряемых параметров, блок отсчетных устройств, входы которого подключены к соответствующим выходам блоков обработки, каждый из которых содержит усилитель сравнения, два бесконтактных ключа и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, а инвертирующий вход через первый бесконтактный ключ соединен с первым выходом второго бесконтактного ключа и с соответствующей клеммой для подключения выводов элементов исследуемой сложной электрической цепи, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены программируемый источник напряжения, а в каждый блок обработки - программируемый измерительный резистор и компенсатор, при этом выход программируемого источника напряжения соединен с входом усилителя напряжения, выход источника постоянного напряжения соединен с входами блоков обработки, в каждом из которых вход компенсатора подключен к второму выводу второго бесконтактного ключа, выход - к первому входу усилителя сравнения непосредственно и через программируемый измерительный резистор - к второму входу усилителя сравнения и входу блока обработки, управляющий вход компенсатора подключен к выходу операционного усилителя.