Устройство для воспроизведения и измерения постоянных электрических токов Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 G01R35/00 

о

00

ю

00

о сл

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и воспроизведения постоянного тока в средствах измерения высокой точности, предназначенных для работы в широком диапазоне значений.

Цель изобретения -- увеличение точности измерения и воспроизведения постоянных токов, а также повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - графики временной зависимости выходного напряжения генератора пилообразного напряжения (ГПН), источника смещения (НС), их суммарного напряжения (Umn+ UCM), напряжений на выходе компаратора (, 11к2), напряжения меры (Ум) и выходного (компенсирующего) тока (1Вых).

Устройство (фиг.1) содержит переключатель 1 режимов работы, блок 2 сравнения, блок 3 регулировки крутизны, генератор 4 пилообразного напряжения, источник 5 смещения, двухпороговый компаратор 6 напряжения, измеритель 7 времени, распределительный блок 8, вычислительный блок 9, печатающий блок 10, включенные последовательно; переключатель 11 диапазонов, многозначную меру 12 напряжения, измеритель 13 емкости, 14 дифференцирующих конденсаторов, клеммы 15-17 двухпозиционного переключателя, выходные (входные) клеммы 18 и 19 устройства, при этом одна из входных (выходных) клемм устройства связана непосредственно с одной из клемм переключателя 1 режима работы и с общим проводом, а вторая клемма - с другой клеммой переключателя 1 режима работы и через блок 14 дифференцирующих конденсаторов с выходом источника 5 смещения; блок 14 дифференцирующих кон- денсг торов подключен по трехзажимной схеме к входу измерителя 13 емкости, выход которого подключен к общему проводу и к одному из входов распределительного блока 8; вход переключателя 11 диапазонов подключен к общему проводу и к одному из выходов распределительного блока 8, а один из его выходов подключен к одному из входов генератора 4 пилообразного напряжения и к одному из входов блока 14 дифференцирующих конденсаторов, другой выход к входу многозначной меры 12 напряжения; выход многозначной меры 12 напряжения соединен с обидим проводом и подсоединен к одному из входов компаратора Б; один из выходов распределительного устройства соединен с общим проводом, с источником 5 смещения и с генератором 4

пилообразного напряжения; вход блока 2 сравнения через переключатель 1, в зависимости от .режима работы, связан с одной из входных (выходных) клемм устройства. При

этом режим измерения реализуется при замкнутых контактах 15 и 17 переключателя 1.

Устройство работает следующим образом.

Устройство может работать в двух режимах - воспроизведение и измерение постоянных токов. В устройстве реализован компенсационный метод измерения, поэтому режим измерения включает в себя режим воспроизведения токов. Работу устройства

в этом режиме можно разбить на два этапа. Первый этап - этап выбора крутизны выходного напряжения генератора 4 - начинается при включении генератора 4. При этом происходит уравновешивание известного

компенсирующего тока ,, образующегося на выходе блока дифференцирующих конденсаторов 14 г, измеряемым током ix путем их сравнения. Уравновешивание производится автоматически за счет наличия на выходе блока 2 сравнения разностного сигнала рассогласования AU. Нескомпенсированный ток AI вызовет дополнительный заряд дифференцирующего конденсатора (соответствующего знака).

Зтот заряд образует на пластине конденсатора напряжение Ли, на которое реагирует блок 2 сравнения. Затем с выхода блока 2 сравнения усиленный сигнал поступает на блок 3 регулировки крутизны выходного напряжения генератора 4. При этом за время (фиг.2) крутизна выходною напряжения генератора 4 будет автоматически изменяться до тех пор, пока ток компенсации к не будет равен неизвестному измеряемому току

0 ix, после чего наступает второй этап работы устройства - этап измерения воспроизводимого компенсирующего тока . Таким образом, второй этап начинается в момэнт времени ti, когда крутизна нарастания напряжения на одной из пластин дифференцирую5 щего конденсатора, поданного от генератора 4 пилообразного напряжения, равна крутизне нарастания компенсирующего напряжения на другой пластине от неизвестного тока ix. Далее автоматически происходит мнс0 гократное измерение воспроизводимого компенсирующего тока. В момент времени ti, когда будет скомпенсировано предварительно выставленное напряжение источника 5 смещения, выходным напряжением генера5 тора 4 пилообразного напряжения (фиг.2) сработает компаратор 6, который запустит измеритель 7 времени. Через промежуток времени At-- i2-t, суммарное

напряжение Urrm+UcM достигнет уровня напряжения меры 12, после чего второй раз сработает двухпороговый компаратор 6 и остановит измеритель 7 времени. Значение времени At будет занесено в память вычислительного блока 9, который по UM

формуле 1К

определит значение

компенсирующего тока. При этом значение многозначной меры 12 напряжения UM и значение дифференцирующего конденсатора, измеренное измерителем 13 емкости в зависимости от положения переключателя 11 диапазона, заносятся в память вычислительного блока 9 предварительно. Затем по команде вычислительного блока 9 изменяется уровень источника 5 смещения (фиг.2) и цикл измерения компенсирующего тока IK повторяется по желанию оператора п количество раз. Значения многократного измерения компенсирующего (воспроизводимого) тока обрабатываются вычислительным блоком 9 и регистрируются печатающим блоком 10 в виде протокола. Формула изобретения Устройство для воспроизведения и измерения постоянных электрических токов, содержащее двухпозйционный переключатель режимов работы, выход которого соединен с входом блока сравнения, выход которого через блок регулировки крутизны соединен с первым входом генератора пилообразного напряжения, входные клеммы, первая из которых соединена с общей шиной устройства, вторая - с входной клеммой двухпоэиционного переключателя режимов работы и с первым выходом блока дифференцирующих конденсаторов, к второму входу которого подключен выход источника смещения, вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и воспроизведения постоянных токов, а также повышения1 быстродействия устройства, в него введены двухпороговый компаратор напряжения, измеритель времени, распределительный, вычислительный и печатающий блоки, переключатель диапазонов, многозначная мера напряжения и измеритель емкости, вход которого соединен с вторым выходом блока дифференцирующих конденсаторов, выход измерителя емкости соединен с первым входом распределительного блока, выход многозначной меры напряжения соединен с первым входом двухпорогового компаратора напряжения,

второй вход которого соединен с выходом источника смещения, первый выход переключателя диапазонов соединен с вторым входом распределительного блока, второй выход переключателя диапазонов соединен с входом многозначной меры напряжений, третий выход переключателя диапазонов соединен с третьим входом генератора пилообразного напряжения и первым входом блока дифференцирующих

конденсаторов, третий вход блока распределения соединен с вторым выходом источ- ника смещения и вторым входом генератора пилообразного напряжения, выход распределительного блока соединен с

входом вычислительного блока, выход которого соединен с входом печатающего блока, вход измерителя времени соединен с выходом компаратора, а выход измерителя времени соединен с входом распределительного блока.

UCM UrtJH +UCM

0

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для воспроизведения и измерения постоянного 18 0 тока в средствах измерения высокой точности. Цель изобретения - увеличение точности воспроизведения и измерения постоянных токов, а также повышение производительности и удобства поверочных работ. Устройство, реализующее компенсационный принцип, содержит двухпозицион-. ный переключатель 1 режимов работы, блок 2 сравнения, блок 3 регулировки крутизны, генератор 4 пилообразного напряжения, источник 5 смещения, блок 14 дифференцирующих конденсаторов, входные клеммы 18, 19, двухпороговый компаратор 6 напряжения, измеритель 7 времени, распределительный блок 8, вычислительный блок 9 и печатающий блок 10. 2 ил. 1Выл(8х)19 0 сл с

0

% 0

Uvk

0 -Твых. t

MQ

t