Цифровой омметр Советский патент 1981 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может найти применение при построении цифр вых измерителей активного сопротивления . Известен омметр, содержащий источ ник тока, образцовьй резистор, два запоминающих вольтметра, один из которых подключен параллельно измеряемому резистору, показывающий- вольтметр р.. Недостаток, известного омметра за лючается в том, что такое измерение не во всех случаях возможно осуществить, причем погрешность измерения повьппается из-за неодинаковости коэф фициентов передачи вольтметров. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является цифровой омметр, содержащий блок управления, интегратор, селектор, генератор импульсов, образцовый резистор, переключатель, источник напряжения, входные зйжимы для подключения измеряемого резистора, один из которых и первый вывод образцового резистора подключены к общей шине, второй вывод образцового резистора соединен с неподвижи 1м контактом переключателя и с первым зажимом источника напряжения, второй зажим которого сое динен со вторым неподвижным контактом переключателя, подвижный контакт которого .подключен ко входу блока управления и к входу интегратора, выход- которого соединен с первым входом селектора, второй сигнальный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен со входом счетчика результата, выходы блока управления подключены к управляющим входам переключателя интегратора и селектора, второй входный зажим для подключения измеряемого резистора соединен с вторым за- жимом источника напряжения 23. Недостатком известного цифрового омметра является влияние напряжения источника напряжения на результат измерения его внутреннего сопротивления. Цель изобретения - повышение точности при измерении внутреннего сопротивления источников напряжения. Поставленная цель достигается тем что в цифровой оьтетр, содержащий блок управления, интегратор, селектор, генератор импульсов, образцовьш резистор, переключатель, источник напряжения, входные зажимы для подключения измеряемого резистора, один из которых и первый вывод образцового резистора подключены к общей шине второй вывод образцового резистора соедине.н с неподвижным контактом переключателя и с первым зйжимом источ ника напряжения, второй зажим которого соединен со вторым неподвижным контактом переключателя, подвижнь1й контакт которого подключен ко входу блока управления и к входу иитеграто ра, выход которого.соединен с первым входом селектора, второй сигнальный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, причем выходы блока управления подключены к управлянщнм входам переключателя, интегратора и селектора, введены второй образцовый резистор, второй переключ тель, источник опорного напряжения, цифровой дега1тельный блок, входы которого соединены с вькодами селектор а выход ,- с четвертым входом селектора, причем второй входной зажим дл подключения измеряемого резистора подключен к первому неподвижному кон такту второго переключателя и к первому выводу второго образцового рези тора, второй вывод которого соединен со вторым неподвижным контактом втор го переключателя, подвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом первого переключателя, третий неподвижный контакт ко торого подключен к выходу источника опорного напряжения, вькод блока уп равления соединен с управляющим вхо дом второго переключателя. На чертеже представлена функциональная схема цифрового омметра. Цифровой омметр содержит второй переключатель 1, второй образцовый зистор 2, измеряемый резистор 3, ис точник 4 напряжения, первый переклю чатель 5, интегратор 6, селектор 7, цифровой делительный блок 8, первый образцовый резистор 9, источник 10 4 4 блок 1I опорного напряжения, блок II управления, генератор 12 импульсов, выходы блока 11 управления соединены со входами управления переключателей I и 5 интегратора 6 и селектора 7, точка соединения измеряемого 3 и образцового 9 резисторов подключена к общей шине, второй зажим измеряющего резистора 3 соединен с первым неподвижным контактом переключателя 1 и через образцовый резистор 2 со вторым неподвижным контактом переключателя , подвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом переключателя 5 и с зажимом источника 4 напряжения, второй зажим которого связан со вторым зажимом образцового резистора 9 и с первым неподвижным контактом переключателя 5, третий неподвижный контакт которого подключен к выходу источника 10 опорного.напряжения, а подвижный контакт со входом блока 11 управления и последовательно включенными интегратором 6, селектором 7 и цифровым делительным блоком 8, который может состоять из группы схем 13 совпадения, многовходового элемента ИЛИ 14, двух реверсивных счетчиков 15 и 16, счетчика 17 результата. Цифровой омметр работает следующим образом. При измерении сопротивлений без внутренних источников напряжения переключатель 1 находится в верхнем положении. В цепи состоящей из изR.,3, переключамеряемого резистора теля 1, источника 4 напряжения Е, резистора 9 пропервого образцового текает ток где RQ - значение внутреннего сопротивления источника 4. R ; -V R В первом такте интегрирования на -время Т RT, кратное периоду напряжения помехи Т, блок 11 управления переводит переключатель 5 в верхнее (второе) положе1ше, а после момента Т в положение, при котором на вход интегратора 6 подается выходное на10, которое Пряжение UQ источника интегрируется до момента t равенства нулю выходного напряжения интегратора 6. На время t селектор 7 открывается по суммирующему входу реверсивного счетчика 15. Поэтому в нем за ксируется код числа 1 -t -J-oiilE. ° где N - код числа fQ - частота следования импульсов. Для устранения влияния параметро Е, UOH R на результат измерения аналогично описанному напряжение на образцовом резисторе 9 преобразуется во временной интервал tn, а по суммируняцему входу в ревер сивном счетчике 16 зафиксируется ко числа i.nTE - bon Разделив (2) на (З), имеем N, x i Реверсивный счетчик 16, группа схем 13 совпадения многовходовый эле мент ИЛИ 14 и счетчик 17 результата образуют двоичный умножитель частоты После момента t селектор 7 по сигналу из блока 11 управления подает импульсы с частотой следования f н вход счетчика 17. Поэтому на выходе многовходового элемента ШШ получаем импульсы с частотой следования . оТГ где NQ - информационная емкость счетчиков 16 и 17. За время t N4/lсчетчик 15 переходит в нулевое состояние и закрывает селектор 7. В счетчике 17 с учетом (5), зафиксируется код числа Ы °Но Подставляя (6) и (4), имеем пропорциональность кода в -счетчике 17 значению измеряемого резистора RX при выборе , кратном 10. Резуль тат измерения не зависит от значений параметров (Q, п,Т-,E,.UQJ, , R элементов, входящих в цепь аналого-цифрового преобразования, что вместе с высокой точностью обеспечивает помехоустойчивость измерений, важную при измерении высокоомных сопротивлений. 746 При измерении сопротивлений с внутренними источниками напряжения Е в первом такте.напряжение Е-ьЕ, на измеряемом резисире 3 преобразуется во временной И1тервал t, а в реверсивном счетчике 15 по вычитающему входу, и реверсивном счетчике 16 по суммирующему входу зафиксируется код числа .T RI (8) (.Ro Jorr Во втором такте посредством блока 1 1 управления переключатель 1 переводится в нижнее положение, а напряжение )Rл . на образцовом резисторе 9 преобразуется двухтактным интегрированием во временной интервал t, а на суммирующий вход второго триггера реверсивного счетчика 15 и вычитающий вход реверсивного счетчика 16 поступает число импульсов N 4 t .n.T No-In o - Г.T-r. (9) otiv x Ri- -R -Ro) моменту t в счетчике 15 будет од числа а в счетчике 1 код шсла NJ- N2Путем выбора R2(R4 о) имеем ,) ( После момента t на счетчик 17 поступают импульсы с частотой следования fo с выхода селектора 7. На выходе i многовходового элемента или 14 получим частоту следования импульсов . 2N2-N-1 оэтому к моменту t нулеого состояния счетчика 1 на вход четчика 17 поступит число импульUN -N,) , NO (N,-N,jl одставляя (12)В (lO), имеем пропорциональность кода в счетчике 17 значениювнутреннего сопротивления источника напряжения при выборе Чз/Мо 10, Таким образом, предлагаемое изоб ретение позволяет производить высокоточные измерения внутреннего сопротивления источников напряжения без влияния параметров fQ,n,T,UQ, Ej( элементов, входящих в цепь анало го-цифрового преобразования. Формула изобретения Цифровой омметр, содержащий блок управления, интегратор, селектор, г нератор импульсов, образцовьй резис тор, переключатель, источник напряжения, входные зажимы для подключения измеряемого резистора, один из которых и первый вывод образцового резистора подключены к общей шине, второй вывод образцового резистора соединен с неподвижный контактом переключателя и с первым зажимом ис точника напряжения, второй зажим ко торого соединен со вторым неподвижным контактом переключателя, подвижный контакт которого подключен ко входу блока управления и к входу интегратора, выход которого соедине с выходом генератора импульсов, пр 48 чем выходы блока управления подключены к управляющим входам переключателя, интегратора и селектора, о тличаю. щийся тем, что, с целью повышения точности при измерении внутреннего сопротивления источников напряжения, введены второй образцовый резистор, второй переключатель, источник опорного напряжения, цифровой делительный блок, входы которого соединены с выходами селектора,, а выход - с четвертым входом селектора, причем второй входной зажим для подключения измеряемо-го резистора подключен к первому неподвижному контакту второго переключателя и к первому выводу второго образцового резистора, второй вывод которого соединен со вторым неподвижным контактом второго переключателя, подвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом первого переключателя, третий неподвижный контакт которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход блока управления соединен с управляющим входом второго переключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 4047104,, кл. 324-62, 1972. 2. Патент США № 3875503, кл. 324-62, 1971 (прототип).