Устройство для измерения параметров отношения сопротивлений многоэлементного резисторного оптрона Советский патент 1980 года по МПК G01R27/00 

1

Изобретение относится к электроизмррительной технике и предназначено для оперативн ого контроля пара метров многоэлемснтных резисторных оптронов, в частности для измерения среднего значения отношения сопротивлений фоточувствительных секций многоэлементного оптрона, измерения дисперс 1и этого отношения.

Известен компаратор неравнономинальных сопротивлений, содержащий преобразователь величины каждого из сопротивлений в аналоговый сигнал, компаратор аналоговых сигналов„ масштабный преобразователь с цифровым отсчетом коэффициента преобразования, схему ;вычитания LI 1Недостатком данного компаратора является то, что он позволяет получать о остаточНо; точные отсгчеты либо только для неизменных во времейн сопротивлений резисторов, либо в дискретных точках при изменении сопротивления.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения погрешности отношений сопротивлений, содержащее источник опорного напряжения, основной и дополнительный операционные усилители, постоянные резисторы,3адатчик кода, ключ, измеритель выхода, резистивный делитель 2 ,

Недостатком этого устройства является невозможность измерения отношения сопротивлений многоэлементного резисторного оптрона при изменяющихся сопротивлениях его фоточувствительности секций.

to Целью изобретения является расшиг рение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения параметров отношения сопротивлений многоэлементноfc го резисторного оптрона при изменяющихся в широком диапазоне сопротивлениях фоточувствительных секций оптрона .

Псх:тавленная цель достигается тем,

20 что устройство для измерения параметров отношения сопротивлений многоэлементногЬ резисторного оптрона,содержащее источник опорного напряжения, измеритель выхода, основной и

25 дополнительный операционные усилители, постоянные резисторы, введены

генератор пилообразного напряжения, второй измеритель выхода, блок вычисления среднего, блок вычисления дисперсии, причем первый выход ге30

нератора пилообразного напряжения подключен-через первый постоянный резистор к.,инвертирующему входу основного операционного усилителя,второй выход генератора пилообразного напряжения подключен через второй постоянный резистор к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя, выход которого соединен с третьей входной клеммой устройства выход источника опорного напряжения подключен к первой входной клемме устройства, инвертирующий вход дополнительного операционного усилителя подключен ко второй входной Клемме устройства, инвертирующий вх,од основного операционного усилите ля соединен с четвертой входной клеммой устройства, выход основного операционного усилителя соединен с пято входной клеммой, с входом блока вычисления среднего, а также с первым входом блока вычисления дисперсии, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего и с входом первого измерителя выхода, к которому также подключен выход блоiKa вычисления среднего, а выход блока вычисления дисперсии соединен со измерителем выхода.

На фиг.1 представлена функциональная схема .предлагаемого .устройства; на фиг. 2 - диаграмма I напряжений в различных узлах схемы.

Устройство содерхшт генератор 1 пилообразного напряжения, основной операционный усилитель 2, дополнительный операционный усилитель 3, измеряемый оптрон 4 сопротивлениями двух секций Яф,. и R и источником света ИС, блок 5 вычисления среднего, блок 6 вычисления дисперсии, источник 7 опорного напряжения, первый измеритель 8 выхода, второй измеритель 9 выхода, первый постоянный резистор 10, второй постоянный резисто 11, входные, клеммы 12-16 устройства .Источник света ИС оптрона подключен к входной клемме 14, сопротивление второй секции . оптрона подключено к входным клеммам 12 и 13,сопротивление первой секции R ortTpoна подключеноК входным клеммам 15 и 16 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение на выходе генератора 1, изменяющееся по закону U;,.fc поступает на вход дополнительного Операционного усилйтел : 3 и вызывает изменение светового потока источнка света оптрона, чти приводит к изменениям сопротивлений R и Кфг .

Рассмотрим сначала работу устройства при нарастании напряжения генератора 1. При использовании резисторного оптрона в аналоговом режиме необходимо знать как среднее Значение

отношения сопротивлений резисторов, определяемое по формуле;

фггъа

Фатпах Фатлп i

а

так и дисперсии этого соотношения:

Фгта.

.

I

о-.

Чг.,0ф.,

)Ча.

V

Поскольку реализация операторов (1) и (2) аналоговыми средствами не представляется возможным, то на дополнительном операционном усилителе 3, источнике 7, резисторе 11, Л( источнике света оптрона собран схема, преобразующая входной сигнал в такое изменение светового потока источника света, что проводимость -Сфт. оказывается линейно зависимой от выходного напряжения генератора

Действительно, как следует из фиг.Д, при достаточно большом коэффициенте усиления дополнительного операционного усилителя 3 Ui

.,

, aU+akt dG akdt dt G aU t G (t + T)

С учетом выражений (3) труднореализуемую операцию интегрирования по проводимости можно заменить тради.ционными методами усреднения по времени, а выражения (1) и (2) принимают соответственно вид:

5 1 Т ч,г

( -GoJT J Q,(

G-Ga,-- fr5S:iiil.. qj Uc,,a7 ЛОччЛ

Напряжение на выходе основного операционного усилителя 2 с учетом (3), равное

I. UT 11 jA, UiCO--U U) qR с,ф(1

пропорционально текущему значению отношения сопротивлений секций многоэлементного фоторезистора и через блок 5 вычисления среднего по уравнению (4) поступает на первый.измеритель выхода 8, где фиксируется среднее значение отношения сопротивлений (проводимостей) . Вычисление значения дисперсии этого отношения гтроизводится по уравнению (S) в бло ке 6 вьмисления дисперсии и фиксируется на выходе второго измерителя 9 выхода. Аналогичным образом работает устройство и на спадающей ветви ген ратора 1 пилообразного напряжения. Параметры устройства выбраны таким образом, что за один цикл Т сопротивление R(2 одной из секций фоторе зистора оптрона изменяется в требуемом диапазоне от минимального значения до максимального. Таким образом, предлагаемое устр ство в отличие от известного позволяет измерить среднее значение и дисперсию отношения сопротивлений секций многозлементного оптрона при непрерывном их изменении в широких пределах, определяемых диапазоном изменения напряжения генератора 1 пилообразного напряжения, величиной напряжения источника 7 и сопротивлением резистора 11. Формула изобретения Устройство для измерения параметров отношения сопротивлений многоэлементного резисторного оптро на , содержащее источник опорного напряжения, измеритель выхода, основной и дополнительный операционны усилители, постоянные резисторы, о личающееся тем, что, с целью расширения функциональных воз можностей устройства, в него введены генератор пилообразного напряжения, второй измеритель выхода, блок вычисления среднего, блок вычисления дисперсии, причем первый выход генератора пилообразного напряжения подключен через первый постоянный резистор к инвертирующему входу основного операционного усилителя, второй выход генератора пилообразного напряжения подключен через второй постоянный резистор к инвертирующему входу дополнительного операционного усилителя, выход которого соединен с третьей входной клеммой устройства, выход источника опорного напряжения подключен к первой входной клемме устройства, инвертирующий вход дополнительного операционного усилителя подключен ко второй входной клемме устройства, инвертирующий вход основного операционного усилителя соединен с четвертой входной клеммой устройства, выход основного операционного усилителя соединен с пятой входной клеммой., с входом блока вычисления среднего, а также с первым входом блока вычисления дисперсии, второй вход которого соединен с выхо-i дом блока вычисления среднего и с входом первого измерителя выхода, к которому также подключен выход блока вычисления среднего, а выход блока вычисления дисперсии соединен со вторым измерителем выхода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 541125, кл.б 01 R 27/00, 30.05.72. 2.Авторское свидетельство СССР 588508, кл. G 01 R 27/00, 22.06.76 (прототип).

5Л

/

Us

Us