Устройство для измерения сопротивления Советский патент 1981 года по МПК G01R27/00 

t

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля параметров элементов электрических цепей и в измерительНЬ|1Х приборах универсального и специального назначения.

Известно устройство для измерения сопротивления резисторов, содержащее стабилизированный источник тока, соединенный с измеряемым элементом, интегратор для создания линейно изменяющегося напряжения, блок сравнения напряжений, два переключателя, дополнительный стабилизированный источник тока, выходы обоих источников тока соединены с входами переключателей, а выходы последних противофазно подключены к входу блока сравнения напряжений, соединенному с общей шиной через измерительный элемент, и к входу интегратора, подключенного к второму входу блока сравнения напряжений f 1 |.

Недостатком данного устройства является наличие двух источников тока и погрешности вследствие изменения выходных токов этих источников.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство по способу измерения пассивных параметров электрических цепей, содержащее управляемый генератор импульсов опорной частоты, ключ, счетчик, блок двойного дифференцирования, триггер, генератор линейно изменяющегося напряжения, изме10рите.)1ьную цепь, состоящую из калиброванного исследуемого элемента, резистивный делитель напряжения, блок сравнения и переключатель, причем выход генератора линейно

15 изменяющегося напрйжения,соединен с входом блока двойного дифференцирования, входом.измерительной цепи и входом резистивного делителя напряжения, средняя точка которого

20 соединена с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом переключателя, а выход - с одним входом триггера, выход которого соединен с управляющим вхо25дом ключа, один вход переключателя соединен со средней точкой измерительной цепи, а другой - с клеммой для подключения измеряемого напряжения, выход блока двойного дифферен- ,

30 цирования соединен с управляемым

генератором импульсов опорной частоты, выход которого через ключ соедиен с входом счетчика, клемма ПУСК оединена с вторым входом триггера управляющим входом генератора лиейно изменяющегося напряжения 2,

Недостаток этого устройства огрешности из-за смещения уровней рабатывания блока сравнения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления, содержащее счетчик, к входу которого подключен ключ, переключатель, резистивный делитель напряжения, состоящий из образцового и измеряемого элементов, вывод последнего из которых соединен с корпусом,- блок управления, введены сумматор, инвертор, интегратор, два ключа, источник опорного напряжения и генераторный пороговый элемент, причем выход источника опорного напряжения через второй ключ и интегратор соединен с первым входом сумматора, а через переключатель и третий ключ - со вторым входом сумматора выход которого соединен с резистивным. делителем напряжения-, средняя точка которого соединена с выходом инвертора и с входом генератора порогового блока, первый выход которого соединен со входом блока управления, второй выход - с первым ключом, выход интегратора также соединен, со входом инвертора, выходы блока управления соединены с управляющими входами ключей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на.фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерений сопротивления содержит генераторный пороговый блок 1 (например генератор гармонических колебаний) с заданным порогом срабатывания и,., , обеспечивающим его.самовозбуждение, резистивный делитель 2 напряжения, состоящий из образцового RQ и измеряемого Ry резисторов, cyt w-iaTop 3, интегратор 4, инвертор 5, блок б управления, ключ 7, счетчик 8, источник 9 опорного напряжения U, переключатель 10,ключ 11 , ключ 12, причем выход интегратора 4 соединен с первым вхо-. дом сумматора 3, через инвертор 5 СО средней точкой резистивного делителя 2 напряжения и входом генераторного порогового блока 1, выход формирования импульсов команд 13 которого соединен с входом блока б управления, а информационный выход 14 через ключ 7 - с входом счетчика 8, источник 9 опорного напряжения соединен через ключ 11 с входом интегратора 4, а через переключатель 10, ключ 12 - с вторым входом сумматора 3, выход которого соединен с

резистивным делителем 2 напряжения, выходы блока 6 управления соединены с управляющими входами ключей 7, 11 и 12.

Измерение сопротивления производится следующим образом.

Перед началом измерения все ключи 7, 11 и 12 разомкнуты. ИсточЕ1ик 9 опорного напряжения подключен к входу ключа 12.

По команде с блока 6 управления замыкается ключ 11 и опорное напряжение Up поступает на вход интегратора 4. Линейно изменяющееся напряжение U| с выхода интегратора 4 через сумматор 3 поступает на вхо резистивного делителя 2 напряжения и через инвертор 5 на среднюю точку резистивного делителя 2 напряжения (фиг.2).

В момент срабатывания генераторного порогового блока 1 происходит срыв колебаний на его информационном выходе 14 (т. t , фиг. 2, а) и имеет место соотношение

. о , (1) где напряжение на средней точке ре зистивного делителя 2 напряжения

(

меньше напряжения на выходе инвертора 5 и; -и -kU( tj;

Uf, - порог срабатывания генераторного порогового блока 1.

Одновременно импульс команды срыва колебаний с выхода 13 формирования импульсов команд генераторного порогового блока 1 поступает на вход блока б управления.

По команде с блока 6 управления ключи 12 и 7 замыкаются. Напряжение на входе резистивного делителя 2 напряжения увеличивается на эталонную величину UQ, равенство (1) на-рушается и на информационном выходе 14 генераторного порогового блока 1 снова возникают импульсы, которые поступают в счетчик 8 (см.т. t. , фиг,2,б). Лггнейно изменяющееся напряжение и на выходе интегратора 4 продолжает расти (см.фиг.2,а).

В момент второго срабатывания генераторного порогового блока 1 (см.т. t-j, фиг. 2) происходит срыв колебавший на его информационном выходе 14 и имеет место соотношение

UK +

Un + и, о,

п 2

напряжение на средней точке стивного делителя 2 напряжения

R V . R

+ и

и.

+ R.

OR V + R,

kUo(4- 1 Нагфяжение на выходе инвертора 5 . t, ),. .хг -и Up, - порог срабатывания генераторного порогового блока 1. В счетчике 8 записывается код, пропорциональный интерналу времени между вторым и первым моментами срабатывания генераторного порогово го блока 1 и пропорциональный сопротивлению измеряемого резистора R +и„+ u,- (ui -1- Un -ь и. Данное устройство может измерять напряжение. Измерение напряжения производитс аналогично. При этом вместо резистора R подключается эталонный реключ 12 подключен через зистор Rg-f-H переключатель 10 к клемме U. Ключи 7, 11 и 12 разомкнуты. Работа устройства при измерении напряжения соответствует фиг.2, тол ко напряжение на входе резистивного делителя 2 напряжения увеличивается после первого срабатывания генерато ного порогового блока 1 не на эталонную величину U0, а на измеряемую величину и. По команде с блока 6 управления ключ 11 замыкается. В момент срабатывания генераторного порогового блока 1 имеет место соотношение г UK, + и, -ь-и о, где напряжение на средней точке резистивного делителя 2 напряжения -оЧ и kUo :)Т+ RO ЭТ О раз меньше напряжения на выходе инвертора 5 -. -kUo Ur, - порог срабатывания генерато ного порогового блока 1. По команде с блока 6 управления замыкаются ключи 12 и 7. Напряжение на входе резистивного делителя напр женйя 2 увеличивается на величину измеряемого напряжения U, равенств (2) нарушается и на информационном выходе 14 генераторного порогового блока 1 снова возникают импульсы, которые поступают в счетчик 8 (см.т. t, фиг.2,б). Линейно изменяющееся напряжение UK на выходе интегратора 4 продолжа ет расти. В момент второго срабатывания генераторного порогового блока 1 {см.т. tj фиг.2) происходит срыв колебаний на его информационном выходе 14 и имеет место соотношение где напряжение на средней точке резистивного делителя 2 напряжения о( Кэт-Ко Напряжение на выходе инвертора 5 JK,+ ( UTI - порог срабатывания генераторного порогового блока 1. В счетчик 8 записывается код, пропорциональный интервалу времени между вторым и первым моментами срабатывания генераторного порогового блока 1 и пропорциональный измеряемому напряжению U, UH- (U, + и n + U ) о ; Предлагаемое устройство позволяет производить измерения напряжения и сопротивления с точностью. Точность измерения увеличивается вследствие отсутствия погрешности за счет нестабильности порогового напряжения срабатывания генераторного порогового блока, причем под нестабильностью понимают изменение U, за длительный промежуток времени, так как известно, что изменение параметров элементов устройства, дрейфпитающих напряжений и порогового напряжения имеет малую скорость изменения во времени. Изменение и в течение короткого интервала времени t, L (с максимальной длительностью несколько миллисекунд), практически не происходит. Устраняется погрешность за счет нелинейности линейно изменяющегося напряжения на выходе интегратора 4, так как на вход резистивного Делителя 2,напряжения и его среднюю точку подается одно и то же линейно изменяющееся напряжение Uj. Формула изобретения Устройство для измерения сопротивления, содержащее счетчик, к входу которого подключен ключ, переключатель, резистивный делитель на-