Цифровой измеритель параметров катушек индуктивности и конденсаторов Советский патент 1978 года по МПК G01R27/26 

1 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматизации измерения параметров катушек индуктивности и конденсаторов, особенно обладающих болыайми потерями. : Известно устройство для автоматического контроля параме.тров сложных электрических цепей, постоянных и nepeMjeHHbUc напряжений/ содержащее про граммируемый источник образцовых напр ,жений, каналы допусковой оценки модул и фазового у:гла «уль-орган,диск1)еТноуправляемые делители, фазочастотйыё детекторы . ОднакЬ.а Этом устройстве отсутствует цифровая индикация Модуля крйт ролируёмого параметра. : . Известен измерительный преобразователь параметров катушек индуктивности и конденсаторов в цифровой код содержащий последовательно соединенные генератор прямоугольных сигналов опорный элемент , усилитель постоянного тока с преобразуемым элементом в цепи обратной связи, аналоговый сум матор и устройство сравнения, другой вход которого через детектор соединен с выходом усилителя постоянного тока, а также последовательно соединенные формирователь, программное устройство, другой вход которого через дискретноуправлйемый делитель напряжения соеди нен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход - с третьим входом устройства сравнения. Однако такое устройство обладает невысокой точностью измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений. Это достигается тем, что в цифровой измеритель парамеров катушек индуктивности и конденсаторов, содержащий генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом преобразователя параметр-напряжение, а также с входом дискретно-управляемого делителя напряжения, вход которого соединён с однимиз входов-дифференциального усилителя-огр аничителя, другой ;вход 1последнего соединен при этом с выходом прёобразователя параметр-напряжение, в устройство введены генератор тактовых импульсов, делитель 4астоты распределитель импульсов, элемент совпадения, счетчик и реверсивный счетчик, логический элемент и ключ, причем выход делителя частоты соединен с входом генератора прямоугольных импульсов , .а вход с одним из Выходов генератора тактовых импульсов, другой выход которого подключен к сигнальному входу ключа, при этом управляющий вход люча соединен с выходом элемент совпадения, с установочными входами счетчика и с пусковым входом генератора тактовых импульсов, выход ключа соединен с входом счетчика, параллель ные выходы которых соединены с входом логического элемента, выход последнего подключен к распределителю импульсов, соединенному с входами разрядов реверсивного счетчика суммирующая и вы читаищая шины, которого соединены ссоответствующими выходами логического элемента, кроме того, вход распределителя импульсов подключен к выходу генератора прямоугольных .импульсов, к одному из входов элемента совпадения, другой вход которой соединен с выходом дифференциального усилителя-ограничителя. Да фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства в режиме измерения индуктивности L. и постоянной времени Т катушки, .представленной последовательной схемой замещения на фиг. 2 - временные диаграммы работы Структурная схема содержит генератор Ct) выход которого параллельно соединен с.входом преобразователя 2 параметр- напряже.ниеТ ППН) представляющего собой операционный усилитель, в цепь отрицательной обратной связи которого включена исследуемая катушка, а во ВХО1ЦНУ1О цепь - опорная катушка, .с одним входЬм элемента - 3 совпаде ния ,.с входом дискретно-управляемого делителя 4 напряжения,выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя-ограничителя (ДУО) 5 другой вход соединен с выходом преобразователя 2, а выход - с другим вхо-, дом элемента совпадения ОС), выход ко торого соединен с управляющим входом ключа . кл) бис установочными входо1МИ триггеров счетчика 7,вход которого через ключ соединен с выходом генератора 8 тактовых импульсов,а параллельные выходы счетчика 7 соединены с входом логического элемента 9,выходы которого соединены с. шинами сложения и вычитания реверсивного счетчика 10 и распред лителя 11 импульсов,соединенного с вхо дами разрядов, выходы которого подключ ны к управляющим входам делителя 4 ,вхо распределителя 11 и управляющий вход д лителя 4 параллельно подключены к выхо ду генератора 1,управляющий вход котор го Через делитель 12- частоты соединен с выходом генератора 8, Устройство работает следующисл образом. По сигналу Пуск в счетчике 7,работающем на вычитание,устанавлиBaeTCJ состояние триггеров, соответствующее записи в него числа импульсов nj п. , где и коэффициент деления делителяli, и запускается генератор 8, вырабатывающий импульсы с периодом T(j, которые через закрытый ключ б не проходят на вход счетчика 7. Эти импульсы через делитель 12 подаются на управляющий вход генератора 1, вырабатывающего знакопеременные прямоугольные импульсы с периодом Т1ТрИ амплитудой ± V Этот сиг.нал подается на вход преобразователя 2, выходное напряжение которого в каждом полупериоде выходного сигнала генератора 1 изменяется по следующему закону Y,ct):b.xjL.a4.), где L,- параметры исопедуемой ка тушки; LO- индуктивность опорной катушки;t - текущее время-, отсчитываемое с начала Каждого полупериода. Это напряжение подается на один из входов усилителя-ограничителя 5, на другой вход которого подается выходцое напряжение Делителя 4, нредставляющее собой Масштабируемое проинвёртированное .вих.одное напряжение генератора 1. ,. . . . В первом по 1упериоде усилитель-ограничитель 5 формирует прямоугольтлв импульсы, моменты перехода которых через нулевой уровень совпадают с моментами пересечения нуля выходным напряжением преобразователя 2. Выход ные сигналы усилителя-ограничителя 5 и генератора 1 подаются на элемент 3 совпадения,; формирующую импульс, на длительность которого открывается ключ б. При этом показания счетчика 7 станут прямо пропорциональными посто-: янной времени (добротности) исследуемой катушки. За счет синхронизации генератора 8 и генератора 1 исключается погрешность измерения Тц г обуслов.ления несовпадение начала интервала йЛ, с опорными импульсами генератора. При необходимости определения величины t может быть произведено в течение нескольких полупериодов выходного сигнала генератора 1. Следующие импульсы с генератора 1 через распределитель 11 записываются в старший разряд реверсивного счетчика 10, работающего на сложение. Выходное напряжение делителя 4 увеличивается в каждом полупериоде на ступень, соответствующую единице старшего разряда счетчика 10, и, как это следует из временных диаграмм, соответственно увеличивается длительность импульса At на выходе элемента 3 совпадения, оставаясь, однако, меньше Таким образом, счетчик 7, устанавливаемый по заднему фронту выходного импульса первого элемента 3 совпадения в состояние, соотв ствующее, приходу на него - импульсо не обнуляется и логический элемент 9 сохраняет подключенной шину сложения счетчика 10. Счетчик 7 в процессе заполнения им пульсами генератора 8 обнуляется. Обнуление счетчика 7 фиксируется логич С1Хйй. элементом 9, при этом переключающим счетчик 10 на вычитание и выда Шим сигнал на распределитель 11, подключающий ВЫХОД генератора 1 к входу следующего, более младшего разряда счетчика 10. Затем описанный процесс повторяется до тех пор, пока точность не достигнет единиц младшего разряда и код, зaпиca u ый в счетчике 10, буде пропорционален измеряемой индуктивнос ти. В силу дуальности электрических церей, предлагаемое устройство может быт использовано для измерения параметров конденсаторов и катушек индуктивности представленных параллельными или последовательными схемами, замещения.: Рабо :та устройства в этих случаях аналЬгична описанной. Задание режима осуществляется соответственующим построением преобразователя параметр-напряжение. Формула изобретения Цифровой измеритель параметров катушек индуктивности и конденсаторов, содержащий генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с даходом преобразователя параметр-напря жение, а также с входом дискретно-управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя-ограничителя, другой вход Последнего соединен при этом с выходом преобразователя параметр-напряжение, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены генератор тактовых импульсов, делилитель частоты, распределитель импульсов, элемент совпадения, счетчик и реверсивный счетчик, логический элемент и ключ, причем выход делителя частоты соединен с входом генератора прямоугольных импульсов, а вход - с одним из выходов генератора тактовых импульсов, другой выход которого подключен к сигнальному входу ключа, при этом управляющий вход ключа соединен с выходом., элемента совпадения,, с установочными входами счетчика и с пусковым входом ;генератора тактовых импульсов, выход ключа соединен с входом счетчика, параллельные выходы которых соединены с входом логического элемента, выход последнего подключен к распределителю импульсов,, .соединенному с входакш разрядов реверсивного счетчика, суммирующая и вычитающая шины которого сое1динены с соответствующими выходами логического элемента, кроме того, вход . распределителя импульсов подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, к из входов элемента совпадения, другой вход которой соединен с выходом дифференциального усилителяограничителя .

ilMHitiiHUtttHHilillHilllHIiHIIHIHIllllllliilliliHHimililillli

t

xy чр r

r

r n П

X3

йш tiM iiiffli ШШ Htiiit

A/re