Способ уравновешивания нулевых измерительных схем Советский патент 1980 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован при создании быстродействующих измер телей комплексного сопротивления. Известен способ уравновешивания путем ком лутации весов напряжения компенсации по показаниям пороговых схем (ПС) и соответствующего изменения коэффициента усиления усилителя на величину полного разряда в выбран ной системе счисления одновреме но с каждым переходом на коммутацию последующего разряда 1J . Невысокое быстродействие способа определяется появлением дополнитель ных тактов на уравновешивание при возникновении оашбок в результате изменения напряжения компенсации в предыдущем разряде. Время, затрачиваемое на уравновешивание, в этом случае составляет t(2V-l), где t .. время такта, V - число разрядов. Наиболее близким к предлагаемому является способ, который позволяет сочетать в одном такте включение требуемого веса и введение поправки путем подачи на ПС инвертированного сигнала разбаланса. При этом по инвертированному порядку ПС определяю вес младшего разряда и в следуьэщем такте одновременно с включением младшего разряда вычитают единицу старшего разряда. В случае, когда инвертированное показание ПС равно нулю, в тот же такт производят оценку веса след тсщего разряда. Время уравновешивания не превышает величины t(V-1) 2. Однако известный способ не определяет последовательности операций, позволяющих сократить время выбора предела измерения, осуществляемого в большинстве случаев путем поочередного перебора образцовьсс мер, кo iмyтируемых электромеханическими переключателями. При этом число тактов уравновешивания, зaтpaчивae жl: на выбор предела измерения в широкодиапазонных приборах, оказывается соизмеримым с числом тактов, затраченных на уравновешивание измерительной цепи. Если учесть, что время коммутации электромеханических переключателей составляет 3-10 м/с, то общее время выбора пределов измерения может оказаться даже больше времени уравновешивания, особенно при работе с измерительным напряжением частотой 1 кГц и более. Цель изобретения - уменьшение времени измерения при oднoвpeмeннo повьнпеиии надежное 1Ч- измерительной схемы .

Поставленная ueJU- достигается тем, что в способе уразиовегиквания нулеьых измеритед Ь 1ых схем путем коммутации весов г-апря&.ения компенсации по показанмям nc)pcvroj ;: x схем и соответству Оцего зменек;1Я коэффициента усиления усилителя гта -деличину полного рс зряда Б 8b(;pa - Ho;i ci-iCTefvse с 1исления одпов1.)еменно с калсдым переходом на коммутацию последу;о дег--о разряда при подаче на noporoB-je схемы прямого и инвертировакного сигнала разбаланса и оценке в тот же такт веса следующего разряда при показа;-гияк пороговых схем, равньлх 1;уль,- после включения начального пре,П(;ла измерения последовательно увелич;-;зэют 1 :оэфйициеь;т усиления усилителя до срабатывания одной из пороговых схем, оценивающих величину его выходного напряжения, затем изменяют предел измерения на величину, определяему:0 номером последнего включенного каскада усилителя и одновременно уменьшают козгьфициент усиления усилителя до исходного значения.

В случае г-улевых показаний пороговых схсзм,- либо при срабатывании порог о 1 о и с X. е мы, о п р е д е л я юг,. ей в е л и ч и к у полного разряда, выбралиый предел измерения сдвигают на единицу в соот-оетстнующую сторону, В этом случае снижаются требования к точности коэфЛициентов переда.чи -каскадов усилиге.гчг.

Иа чертеже показан пример схемы устройства, реализующего предлагаел-шй cuccoG,

Устройство содержит измерительну о схему 1, генератор 2, пpeoGpaзoвaтeлI-J 3 мапряжения, усилитель 4 выбора преACJsoH с дискретно регулируег.гыми образп.овы;.1И мерами, цифроаналоговый пресбразователь 5, усилитель б сигнала разбалаьюа с дискретно регулируег-слм коэффициентом передачи, пороговые схемы (ПС) 7, регистр, управляющий изменением коэффициента передачи уси, РПр) 3, регистр, управляющий изменение . коз;)фициёнта передачи усилите.пя (PUO) 9, блок управления (БУ) .10.

П р и м ер. В приборе с пятизначнш-л отсчетом, имеющим 4 предела измерения, требуется выбрать предел при условии, что измеряемая величина отноантся к четвертому пределу, а перво;1Ьл1ально включен первый предел измерения (на РПр занесена 1). Б этом случае .в начале измерения пороговые схемы, на которые приходит сигнал разбаланса с 1-го каскада усилителя б(усиление усилителя равно 1, на РНО занесен 0), покажут нулевой отсчет, что явится условием подключения следующего каскада усилителя б с усилением 10 (на РПО занесена 1). 5казанное переключение каскадов усилителя 6

с соответствуюо;им занесением информ, на РНО) происходит до получения ненулевого cTc -ieTa ПС. В рассматриваемом npnjicpe зто произойдет при подключении четвертого каскада усилителя 6 (на РНО занесена 3, обпее усиление усилителя 10) . После этого по сигналу БУ происходит перепись РЕЮ-РПр, в результате чего на РПО будет О, а РПр будет: занесена 4, т. е. будет устан.овлен IV/ предел измерения. Таким образом, выбор требуемого предела измерения осу1;;ествлен за 1 такт, т. е при одной коммутации образцовых мер.

Так как кoэфФициeFIT передачи каскадов усилителя реализуется с определенной погрешностью, то для снижения требований к величине этой погрешности предел измерения уточг яется путем оценки пороговой схемой сигнала разбаланса усилителя при единичном усилении и может быть скорректирован в ту или другую сторону на один предел. Эт позволяет исктээчить переполнения в отсчете при уравновешивании, а также снизить вероятность получения нулевог отсчета в старшем разряде из-за неточности выбора диапазона.

Кроме того, так как последовательный перебор пределов, сопровождаемый переключением реле, заменяется ком.утацией с помощью бесконтактных ключей каскадов усилителя разбаланса, то сокращается общее количество ко 1мутаций электромеханических переключателей. В результате повышается надежность прибора.

Формула изобретения

1.Способ уравновешивания нулевых измерительных схем путем коглмутации весов напряжения компенсации по показаниям пороговых схем и соответствующего изменения коэффициента усиления усилителя на величину полного разряда, в выбранной системе счисления одновременно с каждым переходом на комгу1 тацию последующего разряда при подаче на пороговые схемы прямого и инвертированного сигнала разбаланса

и оценке в тот же такт веса последующего разряда при показаниях пороговых, схем, равных нулю, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения при одиовременном повышении надежности измерительной схемы, после включения начального предела измерения последовательно увеличивают козффициент усиления усилителя до срабатывания одной из пороговых схем, затем изменяют предел измерения на величину, определяемую номером последнего включенного каскада усилителя, и одновременно уменьшают коэффициент усиления усилителя до исходного значения.

2.Способ по п. 1, отличающий СИ тем, что, с целью снижения требований к точности коэффициента передачи каскадов усилителя, в случае нулевых показаний пороговых схем, либо при срабатывании пороговой схемы, определяющей величину полного разряда, выбранный предел измерения сдвигают на единицу в соответствующую сторону.

Источники информации, принятые во внимание при эксггертизе

1,Шляндин в. М. Цифровые электроизмерительные приборы. Энергия, 1972, гл. 8.

2.Авторское свидетельство СССР № 504980, кл. G 01 R 17/02, 1974.