Устройство для контроля сопротивления Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

ключ 12, блок 13 считывания информации, блок 14 индикации, контролируемый резистор 15, первый блок 16 электронных ключей, второй блок 17 электронных ключей, первый операционный усилитель 18, второй операционный усилитель 19, третий операционный усилитель 20, четвертый операционный усилитель 21, пятый операционный усилитель 22,. резисторы 23-29, стабилитрон 30о Кроме того, устройство содержит интерфейс с шиной 33 , шиной 34 адреса, шиной 35 управления Повьшение достоверности функционирования устройства достигается за счет оперативного обнаружения места неисправности в устройстве с точностью до функционально законченного блока

1 ИЛо

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активных сопротивлений в электрических цепях. Цель изобретения - повышение достоверности функционирования устройства. Устройство для контроля сопротивления содержит микропроцессор 1, блок 2 оперативной памяти, блок 3 постоянной памяти, генератор 4 импульсов, первый регистр 5, второй регистр 6, цифроаналоговый преобразователь 7, первый источник 8 опорного напряжения, второй источник опорного напряжения, компаратор 10, первый электронный ключ 11, второй электронный ключ 12, блок 13 считывания информации, блок 14 индикации, контролируемый резистор 15, первый блок 16 электронных ключей, второй блок 17 электронных ключей, первый операционный усилитель 18, второй операционный усилитель 19, третий операционный усилитель 20, четвертый операционный усилитель 21, пятый операционный усилитель 22, регисторы 23-29, стабилитрон 30. Кроме того, устройство содержит интерфейс с шиной 33 данных, шиной 34 адреса, шиной 35 управления. Повышение достоверности функционирования устройства достигается за счет оперативного обнаружения места неисправности в устройстве с точностью до функционально законченного блока. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения активных сопротивлений в электрических цепях, Целью изобретения является повьппение достоверности функционирования устройства На чертеже приведена структурная , схема устройства для контроля сопротивлений Устройство содержит микропроцессор 1, блок 2 оперативной памяти, блок 3 постоянной памяти,генератор 4 импульсов, первый регистр 5, второй регистр 6, цифроаналоговый преобразо ватепь 7, первый источник 8 опорного напряжения, второй источник 9 опорно го напряжения, компаратор 10, первый электронный ключ 11, второй электрон ный ключ 12, блок 13 считывания информации, блок 14 индикации, контролируемый резистор 15, первый блок 16 электронных ключей, второй блок 17 электронных ключей, первый операцион ный усилитель 18, второй операционный усилитель 19, третий операционны усилитель 20, четвертый операционный усилитель 21, пятый операционный усилитель 22, первый блок 23 резисторов, второй блок 24 резисторов, . первый резистор 25, второй резистор 26, третий резистор 27, четвертый резистор 28, пятый резистор 29, стабилитрон 30, шестой 31, седьмой 32 резисторы, интерфейс, содержащий шину 33 данных, шину 34 адреса, шину 3 управления, входа 36-39 блока считывания информации. Входы и выходы блоков оперативной 2 и постоянной 3 памяти соединены с соответствующими информационными входами микроп1 оцессора 1 , синхронизирующий вход которого подключен к генератору 4 импульсов, выход цифроаналогового преобразователя 7 соединен со вторым входом компаратора 10, первые выходы .первого регистра 5 подключены к управляющим входам первого 16 и второго 17 блоков электронных, ключей, первый выход первого блока 16 электронных ключей соединен с первым входом первого операционного усилителя 18, первый выход второго блока 17 электронных ключей соединен с первым входом второго операционного усилителя 19, второй выход первого блока, 16 электронных ключей соединен с первым зажимом контролируемого резистора 15, второй, зажим которого соединен с первым входом второго операционного усилителя 19, выход которого подключен к своему второъ у входу и через первый резистор 25 - к первому входу третьего операционного усилителя 20, выход которого через второй резистор 26 соединен с его входом, к которому подключен пятый резистор 29, третий 27 и четвертый 28 резисторы соединены последовательно, шестой 31 и седьмой 32 резисторы соединены последовательно, параллельно седьмому резистору 32 соединен стабилитрон 30 Выходы микропроцессора 1 через шины адреса 34, управления 35 и даннь:х 33 соединены с соответствую1чими входами первого 5 и второго 6 регистров, блока 13 считывания информации и блока 14 индикации, выходы второго регистра 6 соединены с управляющими входами цифроаналогового преобразователя 7, информационный вход которого соединен с выходом второго источника 9 опорного напряжения, второй выход первого регистра 5 соединен с управляющим входом первого электронного ключа 11, а третий выход - с управляющим входом второго электронного ключа 12, вы ходы первого 1 1 и второго 12 электро ных ключей соединены с первым входом компаратора 10, выход которого подключен к первой точке шестого резист ра 31, вторая точка которого подключена к информационному входу 36 блока 13 считывания информации, выход первого источника 8 опорного напряжения соединен с входом первого электронного ключа 11 и с первыми точками первого блока 23 резисторов, вторые точки которых соединены с входами пер вого блока 16 электронных ключей, вто рые точки второго блока 24 резисторов подключены к входам второго блока 17 электронных ключей, второй выход кото рых соединен с первым входом четвертого операционного усилителя 21, выход которого подключен к первой точке третьего резистора 27, выход пятого операционного усилителя 22 подключен к первой точке пятого резистора 28, выход третьего операционного усилителя 20 соединен с входом второго электронного ключа 12, Устройство работает следуюи(им. образомС подачей питания на устройство осуществляется автоматический пуск микропроцессора 1, который переходит к выполнению специальной программы Начальный пуск блока 3 постоянной памятио По этой программе вначале происходит проверка работоспособности микропроцессора 1, блока 3 постоянной памяти, регистров 5 и 6, После выполнения программы начального пуска микропроцессором 1 определяется режим измерения. При считывании микропроцессором 1 первого режима измерения о.существляется проверка схемы сравнения напряжения и jfi , эталонным напряжением Uj. Схема сравнения напряжения включает в себя источник 8 опорного напряжения, источник 9 опорного напря жения, цифроаналоговый преобразователь 7, компаратор напряжений 10, электронный ключ 11

Источник опорного напряжения 8 предназначен для питания генератора тока, построенного на операционном усилителе 18, резисторах 23-1 - 23-4, обеспечивающих требуемый ток обтекания измеряемого сопротивлеш1я резистора 15 и определяющих количество

Проверка схемы сравнения осуществляется путем измерения напряжения источника опорного напряжения 8, по55ступающего на первый вход компаратора 10 через включенный электронный ключ 11 После контроля функционального состояния и точностных характе- : диапазонов измерения устройства, электронных ключах 16-1 - 16-4, обеспечивающих выбор заданного диапазона измерения, эталонных резисторах 24-1 - 24-4 и электронных ключах 17-1 - 17-4, обеспечивающих достоверность функционирования устройства в каждом из диапазонов, электронном ключе , предназначенном для подключения к генератору тока измеряемого сопротивления 15 Источник 9 опорного напряжения предназначен для питания цифроаналогового преобразователя 7 эталонным напряжением Цифроаналоговый преобразователь 7 предназначен для формирования различных по величине эталонных напряжений на втором входе компаратора 10. Величина эталонного напряжения определяется кодом, поступающим на цифроаналоговый преобразователь 7 с регистра 6 о Компаратор 10 обеспечивает сравнение величины напряжения источника 8 опорного напряжения, либо U с эталонным напряжением, формируемым циф-роаналоговым преобразователем 7, и выдачу сигнала о результате сравнения в блок 13 считывания информации, Электронный ключ 11 обеспечивает подключение источника опорного напряжения 8 к входу компаратора 10 для контроля его величины Это осуществляется в каждом цикле измерения сопротивления Оперативнь:й контроль источника 8 обеспечивает подтверждение правильности функциотШрования схемы сравнения и его точностных характеристик Для измерения U используется метод поразрядного кодирования Реализация этого метода осуществляется микропроцессором 1 по специальной программе, блока 3 постоянной памяти путем задания в цифроана- логовый преобразователь 7 соответствующего кода и анализа результата сравнения, поступающего с компаратора 10 на каждом шаге кодирования микропроцессором 1 о ристик схемы сравнения электронный ключ 11 отключается и выдается команда на включение электронного ключа 12, одного из ключей 16-1 - 16-4 и подключение эталонных резисторов с помощью соответствую1чих ключей 17-1 17-А, Формирование команды на включение ключа 12 осуществляет схема управления, состоящая из генератора 4 импуль сов, микропроцессора 1, блока 3 постоянной памяти, блока 2 оперативной памяти, регистра 5 управления клю чами 16 и 17, регистра 6 управления цифроаналоговым преобразователем, бло ка 13 считывания информации, блока 14 индикации. Генератор 4 импульсов предназначен для формирования импульсов тактовой частоты, поступающих в микропроцессор 1, который обеспечивает управление работой всего устройства и выполняет различные вычислительные операции в соответствии с программой измерения сопротивления резистора 15 Блок 3 постоянной памяти обеспечивает хранение программы измерения сопротивления резистора 15, а в блоке 2 оперативной памяти хранятся про межуточные результаты арифметических вычислений и результатов измерений Регистры5 и 6 предназначены дпя хранения программно заносимой управляющей информации (кода ) и формирования сигналов на переключение соответствую1пцх электронных ключей и требуемых разрядов цифроаналогового преобразователя 7„ Блок 13 считывания информации пре назначен дпя приема сигналов от схемы управления и с компаратора 10 по двум разрядамс Блок 14 индикации запоминает и вы дает на-индикацию результаты измерения и функционального состояния узлов устройства Интерфейс, включающий шины данных 33, шины адреса 34, шины управления 35, служит дпя передачи требуемой ин формации в требуемом направлении. Кроме того, схема управления осуществляет контроль величины эталонного напряжения, формируемого на вых де преобразователя сопротивления в напряжение Uj,, , Этот преобразова тель обеспечивает преобразование величины измеряемого сопротивления R в соответствующую ему величину постоянного напряжения U.. Напряжение псн связано с измеряемым сопротивлением R , зависимостью . где сопротивление резистора 23-1 или 23-2, или 23-3, или 23-4 в зависимости от выбранного диапазона измерения о- Подключение +и к компаратору 10 с целью его измерения осуществляется электронным ключом 12 о После контроля правильности функционирования преобразователя сопротивления в напряжение на заданном диапа,зоне микропроцессор 1 записывает в регистр 5 код, который обеспечивает отключение соответствующего эталонного резисторас Затем микропроцессор 1 записывает код в регистр 5, обеспечивающий включение ключа 16-5, т.ео происходит подключею1е резистора 15 (R) и ключа 17-5 к входам преобразователя сопротивления в напряжение, выход которого подключается ключом 12 к входу компаратора 10 (, на вход компаратора поступает U U После этого схема сравнения напряжения (состав которой бьш рассмотрен Бьше) по программе, записанной в блоке 3 постоянной памяти и при помощи микропроцессора 1, осуществляет преобразование двоичный код Процесс контроля сопротивления R осуществляется в N раз„ Результаты преобразований размещаются в блоке 2 оперативной памяти и обрабатываются в микропроцессоре 1 с целью исключения влияния случайных факторов на результат измерения и грубых промахов измерений о Результат измерения определяется микропроцессором 1 как сумма наиболее близко стоящих результатов измерений, деленных на количество проведенных измерений (происходит усреднение результата)о Усредненныйрезультат записывается микропроцессором 1 в блок 2 оперативной памяти. Полученный результат соответствует усредненному значению контролируемого сопротивления RX, значение которого микропроцессор 1 выдает на блок 14 индикации. Далее микропроцессор 1 по программе блока 3 постоянной памяти выдает команды на приведение блоков устройства в исходное состояние и вновь пе реходит к считыванию с блока 13 считывания информации кода режима работы и к выполнению программы в соотве ствии с кодом этого режима Если величина RX заранее не извес на и заранее не может быть отнесена к какому-либо диапазону измерения, то контроль осуществляется во втором режиме, Работа устройства в этом режиме осуществляется следующим образом. После проведения проверки устройс ва по программе начального пуска и опроса режима измерения в блоке 13 в случае считывания второго режима работы осуществляется подключение контролируемого резистора 15 к п зеобразователю сопротивления напряжения Это осуществляется путем включения электронных ключей 16-5, 12, 16-4 и 17-5 и измерения RX -с целью определения принадлежности к данному ди пазону измерения, Тое, вначале выбира ется диапазон для измерения максималь ных сопротивлений. Если измеренное сопротивление лежит в пределах включенного диапазона, то после этого осу ществляется подтверждение правильности функционирования устройства в найденном диапазоне Дня этого микропроцессор 1 записывает в регистр 5 код, обеспечивающий отключение сопротивления R . дутем размыкания ключа 16-5. После этого осуществляется проверка правильности функционирования преобразователя сопротивления напряжения. Провер ка осуществляется аналогично тому, как было описано в первом режиме. Дальнейшая обработка результата измерения, выдача результата измерения на индикацию и переход на начало программы измерений осуществляетс аналогично описанному в первом режимеЕсли измеренное сопротивление не лежит в пределах включенного диапазо на. Той ,„ то про исходит отключение включенного диапазона (отключение ключа 16-4) и включение следующего диапазона включением ключа 16-3 После анализа и подтверждения выполнения рассмотренного условия в данном диапазоне прои ходит отключение включенного диапазона (отключение 16-3) и включе ше ключа 16-2. В случае выполнения указанного ус-, ловия на всех диапазонах измерения производится измерение R в диапазоне с наименьшей величиной измеряемых сопротивлений (включение ключа 16-1). После измерения R х- в диапазоне с наименьшими величинами измеряемых сопротивлений в устройстве осуществляется проверка функционирования преобразователя сопротивления напряжения в данном диапазонеа Проверка осуществляется аналогично тому, что было описано в первом режиме Преимущество устройства заключается в повышении достоверности функционирования преобразователя сопротивления в напряжемте на величину, пропорциональную вероятности выхода из строя элементов за счет введения эталонных резисторов 24-1 - 24-4 и электронных ключей 17-1 - 17-4, повышении достоверности функциоьщрования цифроаналогового преобразователя на величину, пропорциональную вероятности выхода из строя элементов, входя1днх в состав цифроаналогового преобразователя, за счет введения источника 8 опорного напряжения и электронного ключа 11, Формула изобретения Устройство дпя контроля сопротивления, содержащее ш- кропроцессор, блок постоянной памяти, генератор импульсов, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй блоки электронных ключей, первый регистр, первый и второй блоки резисторов, три операционных усилителя, блок инд1-{кации, семь резисторов, компаратор, стабилитрон, причем входы и выходы блоков оперативной и постоянной памяти соединены с соответствующими информационными входами aiкpoпpoцeccopa, синхронизирующий вход которого соединен с генератором импульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом компаратора, первые выходы первого регистра соединены с соответствуюудами управляю11дами входами первого и второго блоков электронных ключей, первый выход первого блока электронных ключей соединен с первым входом первого операционного усилителя, первый выход второго блока электронных ключей

соединен с первым входом второго операционного усилителя, второй выход первого блока электронных ключей соединен с первым выводом контролируемого резистора, второй вывод которого соединен с первым входом второго операционного усилителя, выход которого соединен со своим вторым входом- и через первый резистор - с первым входом третьего операционного усилителя, выход которого через второй резистор соединен с его первым входом,к которому подключен пятый резистор, третий и четвертый резисторы соединены последовательно, шестой и седьмой резисторы соединены последовательно, параллельно седьмому резистору включен стабилитрон, отличающеес я тем, что, с целью повьшения достоверности функционирования, в него введены второй регистр, первый и второй источники опорного напряжения, четвертый и пятый операционные усилители, блок считывания информации, причем выходы микропроцессора через шины адреса, управления и данных соединены с соответствующими входами первого и второго регистров, блоком считывания информации и блоком индикации, выходы второго,регистра соединены с управляющими входами цифроаналогового преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом второго источника опорного напряжения второй выход первого регистра соединен с управляющим входом первого электронного ключа, а третий выход с управляющим входом второго электронного ключа, выходы первого и второго, электронных ключей соединены с первым входом компаратора, выход которого соединен с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с информационным входом блока считывания информации, выход первого источника опорного напряжения соединен с входом первого электронного ключа и с первым яяжимом первого блока резисторов, вторые выводы которых второго блока резисторов соединены с соответствующими входами второго блока электронных ключей, второй выхо которых соединен с первым входом четвертого операционного усилителя, выход которого соединен с первым выводом третьего резистора, выход пятого операционного усилителя соединен с первым выводом пятого резистора, выход третьего операционного усилителя соединен с входом второго электронного ключа.