Устройство для автоматического контроля прецизионных делителей напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R31/28 H03M1/10 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано при метрологическом контроле прецизионных резистивных делителей напряжения. Известно устройство для измерения частотных погрешностей резистивных делителей напряжения, содержащее генератор перестраиваемой частоты, накопитель, интегратор, к выходу которого подключен усилитель постоянного тока, и нуль-индикатор, два автома-. тических прерывателя с регулируемой несимметрией и два выпрямителя, один из которых включен между генератором перестраиваемой частоты и исследуемым делителем, второй - между выходами делителя и входом накопителя, оба выпрямителя зашунтированы прерывателями, цепи управления которых подключены к противоположным плечам мультивибратора, выход накопителя соединен с входом интегратора, а выХОД усилителя постоянного тока - с нуль-индикатором l . Недостатком этого устройства является низкая точность измерения за счет наличия весомой суммарной погрешности, обусловленной значитель ным количеством применяемой измерительной аппаратуры. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля декодирующих сеток, содержащее генератор импульсов, делитель частоты, линии задержки, регистр начального уровня, входы контролируемой сетки через ключи соединены с выходами счетчиков импульсов, причем выход генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика и к входу делителя частоты, выход которого соединен с входом Сброс счетчика импульсов и через задержкис управляющими входами элемента совпадений, другие входы которого подключены k регистру начального уровня, а выходы - к единичным входам счетчика импульсов 2.

Недостатком этого устройства является низкая достоверность контроля.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем что устройство для автоматического контроля прецизионных делителей напряжения, содержащее генератор импульсов, первый и второй блоки ключей, введены первый и второй .регистры сдвига, источник опорного напряжения блок управления ключами, первый и второй блоки переключателей, измерительный преобразователь, блок согласования, перфоратор и электронно-вычислительный блок, причем выход генератора импульсов соединен с одним из входов блока согласования через блок управления ключами соответственно с управляющими входалв первого и второго блоков ключей и входами первого и второго регистров сдвига, выходы которых соединены с входами первого .и второго блоков переключателей , выходы которых соединены с входами первого и второго контролируемых прецизионных делителей напряжения, выходы которых соодинены с первым и вторым входами изме- . рительных преобразователей, выход которого соединен через последовательно соединенные блок согласования, перфоратор и электронно-вычислительный блок с входом генератора импульсов, кроме того один из выходов перфоратора через блок согласования соединен с третьим входом измерительного преобразователя, а выход источника опорного напряжения соединен с соответствующими входами первого и второго блоков переключателей.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, содержащий генератор 2 импульсов, регистры 3 и сдвига, блок 5 управления ключами, первый и второй блоки 6 и 7 ключей, первый и второй блоки 8 и 9 переключателей, источник 10 опорного напряжения. Выходы блоков 8 и 9 переключателей подключены к входам контролируемых прецизионных целителей 11 и 12 напряжения COOIветственно, выходы которых соединены с первым и вторым

входами измерительного преобразователя 13, блок 1 согласования, перфоратор 15, электронно-вычислительный блок 16.

Устройство работает следующим образом.

Алгоритм процесса контроля базируется на общественных свойствах, присущих двоичным делителям напряжения: погрешность делителя на коде равна по модулю, но противоположная по знаку погрешности делителя на антикоде (дополнение до кода); пргрешность делителя на коде, содержащем только 1, равна -сумме погрешностей на единичных кодах, из которых можно организировать (объединением) указанный код; суммарная .погрешность делителя равна сумме погрешностей на единичных кодах. Суммирование осуществляется отдельно для положительных и отрицательных значений погрешностей делителя на единичных кодах.

Процесс контроля можно условно разбить на два этапа, в каждом из которых используется (п+1) импульсов основной периодической последовательности генератора 2. С приходом первого импульса с выхода генератора 2 устройство устанавливается в исходное состояние. При поступлении второго импульса с выхода генератора 2 на входы первого и второго регистров 3 и i сдвига на их выходах формируются позиционные двоичные коды, содержащие единицу в первом разряде (10...0). Одновременно с первого и второго выходов блока 5 управления ключами на первые управляющие входы первого и второго блоков 6 и 7 ключей поступает сигнал разрешения для пода образовавшихся позиционных двоичных кодов на выходах первого и второго регистров 3 и i сдвига к первым информационным входам первого и второго блока 8 и 9 переключателей которые подключают первые разряды контролируемых делителей 11 и 12 к источнику 10 опорного напряжения, а все остальные разряды к общей шине, что соответствует коду (10...0). В этом случае с выходов контролируемых делителей 11 и 12 на первые входы преобразователя 13 поступают напряжения, содержащие,кроме истинного значения напряжения соответствующего кода (100...0), абсолютную погрешность ди (1). После поступления на третий вход преобразователя 13 с пе вого выхода блока 14 согласования сигнала Начало контроля происходи измерение разности сигнала абсолютных -погрешностей: ди.(1) 1ди(1) - дий(1) , контролируемых делителей 11 и 12 (цифра в скобках.указывает номер ра ряда, которому соответствует единица в коде). Сигнал Начало контроля совпадает с импульсами дополнительной последовательности, образованной из основной С: выхода генератора 2 на первый вход блока 14 соглас вания. По окончании измерения с выхода преобразователя 13 на второй вход блока 14 поступает сигнал Конец контроля, по которому происходит запись результата измерения на перфоленту с помощью перфоратора 15 С приходом третьего импульса с выхо да генератора 2 цикл измерения повторяется, но уже на другом коде (01 ...0). Таким образом, после окончания первого этапа контроля на перфо ленте 15 будут зарегистрированы раз ностные значения абсолютных погрешностей контролируемых делителей 11 и 12 на всех единичных кодах: (f{ iiU(2) , ди(п). Второй этап контроля начинается после поступления с выхода генерато ра 2 (п+2) тактового импульса, кото рый возвращает первый и второй регистры 3 и 4 сдвига в состояние, соответствующее коду (100...0), и подготавливают блок 5 управления к режиму работы, рри котором с помо .щью сигналов управления, поступающих с первого и второго выходов бло ка 5 управления на первые входы пер вого и второго блоков 6 и 7 ключей, на выходе последних происходит последовательное формирование антикодо единичных кодов, начиная с антикода (011...1) и заканчивая антикодом (11...10), а на выходе первого блока 6 ключей формируются коды, ра ные, соответственно, по весу кодам, снимаемым в это же время с выхода второго блока 7 ключей (10,..0), (110...0) и т.д., включая код (11 ....10). Таким образом, с поступлением каждого тактового импульса второго этапа производятся измерения и ре746гистрация полученных разностных значений на указанных кодах M), A(Uf(2), ди(п), где Ди(Ю ulJi(k) - ди,-(Ю; k 1,2, ... II. Дальнейшая обработка результатов измерений осуществляется в электронно-вычислительном .блоке 16, где происходит разделение абсолютных погрешностей для каждого из делителей в отдельности, для чего используются свойства а) и б), а затем, используя свойство в), производится определение суммарной абсолютной погрешности для каждого из контролируемых делителей 11 и 12. Суть алгоритма разделения состоит в следующем.Имея данные о разностной погрешности при первом измерении на первом этапе - AUr(1) и при первом измерении на втором этапе (l)i можно получить систему уравнений:AUf(l) AUjd) - лиЛ1) ,.. AUj(l) Ди(1) - ди,(1) Используя свойство а), систему можно изменить AUrd) AUjd) - ДУ,7 (1) - л J т (j AUjd) AUjd) +ди,з(1) . Решениями системы (2) являются значения и AUfr(l) - величины абсолютных погрешностей на единичных кодах (10...И). Объединяя результаты вторых измерений двух этапов, получим ди(2) AUi(2) - ди|(2) , у (2) AUj.(2) - и и.(2) Используя свойства а) и о), преобразуем систему уравнений: (3) iU/ij 2) Д Ui(2) - AUi(2) диу(2) - AUjd) AUi;(2l + AU|j(2) Поступая таким же образом можно определить все величины абсолютных погрешностей делителей на всех единичных кодах. Приведем формулы для определения абсолютных погрешностей на любом коде к следу.ющим выражениям: к-4AUr(k) 0,5ffAUt(k) -SAUr(i) + + AUr(k)} :/ AUn(k) 0,5flAU.(k) -SAUjd) -AU(k). Формула изобретения Устройство для автоматического контроля прецизионных делителей напряжения, содержащее генератор импуль79

сов, первый и второй блоки ключей, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены первый и второй регистры сдвига, источник опорного напряжения, блок управления ключами, первый и второй блоки переключателей, измерительный преобразователь, блок согласования, перфоратор и электронно-вычислительный блок причем выход генератора импульсов соединен с одним из входом блока согласования через блок управления ключами соответственно с управляющими входа 41 первого и второго блоков ключей и входами первого и второго регистров сдвига, выходы которых соединены с входами первого и второго блоков переключателей, выходы которых соединены с входами первого и второго контролируемых прецизионных делителей напряжения, выходы коk8

торых соединены с первым и вторым входами измерительных преобразователей, выход которого соединен через последовательно соединенные блок согласования, перфоратор и электронновычислительный блок с входом генератора импульсов, при этом один из выходов перфоратора через блок согласования соединен с третьим входом

измерительного преобразователя, а выход источника опорногр напряжения соединен с соответствующими входами первого и второго блоков переклюМателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N J4900Z6, кл. G OIR 15/04, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 326727. кл. Н 03 К 13/0|, 1972 (прототип).