Устройство для время-импульсного преобразования Советский патент 1980 года по МПК G01R29/02 

(54) УСТРОЙСТВО ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, преимуще ственно к измерениям параметров элементов электрических цепей. Известны способ время- импульсного преобразования величин электрических па раметров во временнрй интервал и устройство для осуществления указанного способа, содержащее генератор линейнонарастающехх) напряжения, цва блока сравнения, резистивный делитель напряжения, источники опорного и компенсирую щих напряжений, ключ и измеритель временного интервала Устройство позволяет посредством установки определенного уровня сигнала источников опорного и компенсирующего напряжений :исключить систематическую погрешность от токов утечки и паразитных емкостей измерительных цепей, а также входного тока и напряжений сраба тывания блоков сравнения. Недостатками известного устройства являются наличие специального источника х порногЪ напряжения, а также погрешности измерения, вносимой нестабильностью наклона генератора линейно нарастающего напряжения и нестабильностью уровня сигнала источника опорного напряжения, ограниченный диапазон измерения, так как для увеличения диапазона величин измеряемых сопротивлений необходимо увеличивать уровень сигнала источника опорного напряжения и амплитуду колебаний генератора линейрю нарастающего напряжения. Известен также компаратор неравнономинальных сопротивлений, содержащий преобразователь величины сопротивления в аналоговый сигнал, компаратор, масштабный преобразователь с цифровг гм отсчетом коэффициента преобразования и схему вычитания 2. Недостатками известного устройства являются наличие погрешности сравнения сопротивлений, сложность измерения, включающая ручную установку соотношения напряжений, а также отсчет результата сравнения путем алгебраического суммирования цн})ровых значений, низкая скорость измерений. Наиболее близким решением по техни ческой сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство время - импульсного преобразования, со держащее генератор линейно изменяющег ся напряжения, к выходу которого подключен делитель напряжения, состоящий из двух элементов, и один вход блока сравнения, подключенный другим входом к концу подключенного через емкость СК опорного делителя напряжения, состоящего из двух калиброванных омических сопротив тений , при этом средняя точка каждого из делителей подключена к одному из двух входов второго блока сравнения, а выходы блоков сравнения соединены с входами измерителя интервала времени зЗ. Недостатком известного устройства является то, что погрешность измерения устройства зависит от отн:ошения постоя ной времени RC -цепочки k времени изменения напряжения генератора от нуля до момента срабатывания одного из блоков сравнения, которое пропорциональ но отношению напряжения помех к величине полезного сигналаопорного напря жения. ----- - - -- - ---V.,.---., - Другим недостатком устройства является зависимость опорного напряжения от величины омического сопротивления .опорного делителя напряжения. Это усло няет калибровку измерителя. Целью изобретения являются повышение точности и чувствительности измере ний, а также расширение диапазона измеряемых величин и упрощение процесса калибровки. Поставленная цель достигается тем, что в изЪестное устройство, содержащее генератор импульсов, к выходу кото рого подключен первый вход первого блока сравнения и двухэлементный омический делитель напряжения, средняя точка которого соединена с первым входом второго блока сравнения, вторые входы первого и второго блоков сравнеНия Нодключены соответственно ко второ двухэлементному омическому делителю напряжения и к его средней точке, выход двух блоков сравнения подключены к входам измерителя врет енного интервала введены последовательно соединенные операционный усилитель и инвертор, а также два элемента отрицательной об746332ратной связи, примем выход генератора импульсов через первый элемент отри- j цательной обратной связи подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, который через второй элемент отрицательной обратной связи соединен с входом инвертора, .выход которого подключен ко второму входу второго блока сравнения. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, операцирнный усилитель 2с подключенными к его инвертирующему входу элементами 3 -. 4 отрицательной обратной связи, делитель 5 напряжения , состоящий из резисторов 6-7, опорный делитель 8 напряжения, состоящий из калиброванных резисторов 9 - 10, блоки 11-12 сравнения, инвертор 13 и измеритель 14 временного интервала. В качестве элементов 3 и 4 могут быть использованы R, Ь и С элементы. Устройство работает следующим образом. Опорные напряжения для блоков сравнения формируются из напряжения генератора 1 с помощью дифференцирующего операционного ус йлйтёля, инвертора 13 и опорного делителя 8. В случае равенства резисторов 9 и 10, для RC и RL д}гфференцкрующих усилителей интервал времени, измеренный измерителем времени 14, прямо пропорционален отношению разности сопротивлений Rg к R :|. к величине сопротивления R, :, умноженной на постоянную времениЯС или соответственно RL цепочки tj-li-RC соответственно - R L - Устройство позволяет измерить величину отклонения активного сопротивления от номинала, активного сопротивления и емкости, а также дополнительно измерять параметр индуктивности. Величина выходного напряжения усилителя 13 является линейной функцией от его коэффициента усиления и это позволяет упростить процесс калибровки. Таким образом, устройство позволит утфости1 Ь процесс калибровки измерителя, повысить точность и чувствительность измерений, а также увеличить количество измеряемых параметров и расширить диапазон изь еряемых величин.