Устройство для измерения параметров двухполюсников, их отношения и относительного отклонения от номинального и образцового значений Советский патент 1979 года по МПК G01R27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХПбЛОСНИКОВ, ИХ ОТНОШЕНИЯ И ОТНОСИТЕЛЬНОГО .ОТКЛОНЕНИЯ от НОМИНАЛЬНОГО и ОБРАЗЦОВОГО ЗНАЧЕНИЙ

образцового двухполюсника, а подвижный контакт коммутатора подключен ко входу преобразователя параметра, выход которого через управляе1 1ый преобразователь соединен с одним из входов, компаратора:, другой вход которого соединен,с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора подключен к входу блока управления , первый выход которого соединен через источник компенсирующего напряжения с управляющим входом управляемого преобразователя, второй выход блока управления подключен к входу блока задания режима, а третий выход блока управления соединен с управляющим входом коммутатора.

На чертеже представлена блок-схема устройства, содержащего управляемый преобразователь 1, компаратор 2, источник опорного напряжения 3, блок управления 4, источник компенсирующего напряжения 5 (например, ступенчатого или линейноизменяющегося), преобразователь параметра 6, коммутатор 7, блок задания режима 8, измеряемый и образцовый двухполюсники 9 и 10 соответственно.

Рассмотрим работу устройства,когда двухполюсники 9 и 10 являются резисторами.

В исходном состоянии коммутатор 7 находитсяв положении, показанном на чертеже. Блок 8 задает необходимый режим на прибор 10, преобразователь параметра б преобразует значение параметра резистора 10 в электрическое напряжение надлежащей величины. Сигналы на выходе управляемого преобразователя 1оИ на выходе источника компенсирующего напряжения 5 отсутствуют. На вход компаратора 2 поступает напряжение U от источника опорного напряжения.

I. Измерение величины сопротивления.

Пусть резистор 10 является образДОВЕЛА, а резистор 9 - измеряемое сопротивление.

Перед каждым замером величины сопротивления проводится калибровка -преобразователя параметра 6 и управляемого преобразователя 1. Калибровка заключается в следующем. ПО команде, поступающей с блока управления 4 на блок 8, последний вырабатывает необходимое напряжение, которое поступает на резистор 10. Одновременно команда с блока управления поступает на вход источ Ника компенсирующего напряжения 5. Компенсирующее Напряжение плавно или дискретно поступает на управляющий вход управляемого преобразователя 1. Преобразователь 1 под действием напряжения, поступакицего с источника 5, изменяет свой коэффициент передачи. На вход управляемого преобразователя 1 поступает напряжение с выхода преобразователя параметра б, которое прямо пропорционально величине сопротивления резистора 10. На выходе управляемого преобразователя 1 напряжение плавно или дискретно изменяется до тех пор, пока не сравняется с опорным сигналом UQ . При равенстве входных напряжений компаратор формирует сигнал, который поступает на вход блока управления 4. Математическое выражение, в случае , сравниваемых напряжений принимает вид;

(1)

РО-Н, -

РО - сопротивление 10;

где k - коэффициент передачи

преобразователя параметра 6 ;

kj- коэффициент передачи управляемого преобразователя.

После поступления сигнала с компратора блок управления 4 формирует управляющий потенциал, который поступает на вход источника компенсирущего напряжения 5. Значение напряжения последним запоминается, что сооветствует выполнению условия (1). Н этом калибровка заканчивается.

Далее по команде, поступающей с выхода блока управления, коммутатор

7подключает ко входу преобразовате испытуемое сопротивление 9. На выходе 11 устройства будет действовать напряжение

Ue,,,.K,.k2-, (2) где - испытуемое сопротивлени

Уравнение (2) можно переписать с учетом (1) в виде:

и .R . ьы)( KX jj

8уравнении (3) U и IP,, - постоянные величины. Выходное напряжение устройства прямо пропорционально Ry . Из равенства (3) видно, что временные и температурные изменения К, и Kj не влияют на результат.

. измерения Ry .

П. Измерение величины отношения сопротивлений.

Исходное состояние устройства такое же, как и в предыдущем примере. Ко входу преобразователя параметров б подключен резистор 10.

По команде, поступающей с блока управления 4, источник компенсирую1цего напряжения 5 подает изменяющийся сигнал на управляющий вход управляемого преобразователя 1, изменяя его коэффициент передачи до наступ-. ления равенства i- при этом компаратор вырабатывает сигнал, поступающий на блок управления 4. Блок управления формирует команду, которая пехзтупает на вход источника компенсирующего напряжения и на вход коммутатора.

В источнике компенсирующего напряжения запоминается выгодное напряжение , а коммутатор 7 подключает ко входу преобразователя 6 резистор 9. На выходе 11 устройства при этом будет напряжение

„ lJebw S-Ч-й где ч - сопротивление 9.

Это уравнение можно переписать с учетом (1):р

гвыу-

Следовательно, на выходе устройства будет действовать напряжение, величина которого пропорциональна отношению /R

так как 1/ const

Ш. Определение относительной отклонения сопротивления от образцового.

Исходное состояние схемы такое же, как в первом примере. Работа устройства аналогична первым двум случаям.

Покоманде, поступающей от блока управления 4, происходит уравновешивание схемы. В этот момент будет справедливо равенство (1).

Затем коммутатор подключает ко входу преобразователя параметра 6 резистор 9. При этом между вьгходаМи 11 и 12 устройства будет действовать напряжение

ив«.(о-.)

(4) С учетом (1) уравнения

(4) принимает вид:

Из полученного равенства видно, что устройство измеряет относительное отклонение .измеряемого сопротивления от образцового.

1У. Определение относительного отклонения измеряемого сопротивления.

Исходное состояние схемы аналогично первому случаю. Как и раньше первоначально проводят калибровку устройства, добиваясь выполнения, равенства (1).

После калибровки коммутатор в отличие от предыдущих трех случаев, не переключают в другое положение. На время измерения отклонения со.противления от своего первоначальног значения источник компенсируквдего напряжения 5 хранит свое выходное напряжение. Пусть величина сопротивления Яд за это время изменилась на величину дТ , тогда между выходами 11 и 12 устройства будет действовать напряжение

д1Г.(-йд-.дтг). k, (5) С учетом (1) . k, . kj уравнение (5) принимает вид:

AV-45-Vo о

Из полученного равенства видно, что приращение напряжения пропорционально относительному отклонению сопротивления от своего исходного значения.

Принцип работы устройства был рассмотрен на примере измерения сопротивления, резисторов. Однако устройство можно использовать и для измерения параметров других радиоэлементов - емкостей, полупроводниковых диодов, транзисторов и т.п.

Формула изобретения

15

Устройство для измерения параметров двухполюсников, их отношения и относительного отклонения от номинального и образцового значений,

содержащее образцовый двухполюсник, источник опорного напряжения и преобразователь параметра, при этом управляющий вход преобразователя соединен с блоком задания режима,

сигнальный вход преобразователя подключен к первой входной клемме, а опорный вход преобразователя соединен с одним из выводов образцового двухполюсника, отличающ е е с я тем/ что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены управляемый преобразователь, компаратор, источник компенсирукицего напряжения, коммутатор и блок управления, при этом один из неподвижных контактов коммутатора соединен со второй входной клеммой, другой неподвижный контакт коммутатора соединен со вторым выводом образцового двухполюсника, а подвижный контакт коммутатора подключен ко входу преобразовав теля параметра, выход которого через управляемый преобразователь соединен с одним из входов компарато.ра, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора подключен к входу блока управления, первый выход которого соединен через

источник компенсирующего напряже- ния с управляющим входом управляемого преобразователя, второй выход блока управления подключен к входу блока задания режима, а третий выход блока управления соединен с управлякяаим входом ксммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №.448485, кл. Н 01 С 17/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР / 411377, кл. G 01 R 17/06, 1975

(прототип).

.

-- . : wiS5i: - :.

-, -i.r-y