Устройство для измерения индуктивности Советский патент 1982 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и «oжeт быть использовано в качестве аналого-цифрового преобразователя при построении информационно-измерительных сис.тем, систем автоматического контроля, где для измерения и контроля параметров физических величин используются индуктивные, датчики, а также для измерения индуктивности катушек при их производстве и использовании в радиозлектроннсйи оборудовании.

Известно устройство для измерения индуктивности, содержащее измерительный преобразователь индуктивности хатушкй RL-цепи в интервал времени, ;оединенный с ним преобразователь интервала времени в число-импульсный код, счетчик импульсов, подсоед 51ненный к выходу преобразователя в числоимпульсный код .

Недостатком этого устройства является большая погрешность измерения, так как в процессе измерения не исключается влияние на точность измерений активного сопротивления подводящих проводов, собственно катушки индуктивности, активного сопротивления ключей и -источника питания.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению и достигаеким результатам является устройство для измерения индуктивности, содержащее измерительный преобразователь индуктивности катушки RL-цепи в интервал времени с блоком сравнения напряжений,, блок преобразования интервала времени в число-импульсный

10 код, счетчик импульсов, подсоединенный к выходу преобразователя в числоимпульсный код, и цифровой регистратор, подсоединенный к выходу счетчика импульсов 23.

15

Однако известное устройство не обеспечивает высокой точности измерения из-за погрешности, возникающей за счет влияния паразитных активных сопротивлений, включенных последова20тельно катушке индуктивности (активное сопротивление линии связи, собственно катушки, внутреннее сопротивление ключей, источника питания).

Цель изобретения - повышение точ25ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения индуктивности, содержащее делитель напря- жения из двух резисторов, зажимы для

3Q подключения измеряемой катушки индуктивности, один из которых соединен с образцовым резистором, блок сравн ния напряжений, один вход которого подключен к среднему выводу делителя напряжения, другой вход соединен с одним згикимом для подключения изм ряемой катушки индуктивности, блок преобразования интервала времени в число-импульсный код, один вход которого подключен к выходу блока сравнения напряжения, счетчик импульсов, цифровой регистратор и бло управления, снабжено одним дополнительным резистором, включенным последовательно с ббразцовым резистором и одним ключом, соединенным параллельно с образцовым резистором, другим дополнительный резистором, соединённым с первым выводом делите напряжения и другим зажимом для под ключения измеряемой индуктивности, другим дополнительным ключом, первы выход которого соединен с другим за мом для подключения измеряемой: инду тивности, второй выход соединен с другим выводом дополнительного рези тора и Делителя нашряжения, вторым блоком сравнения напряжений, третьими и четвертыми ключами, вторым счет чиком импульсов, блоком умножения, блоком деления, реверсивным счетчиком, причем первый бход второго бло I сравнения соединен с общим выводим делителя напряжения и другого дополнительного резистора, .а второй вход с.другим входом первого блока сравнения , выход второго блока .хзравнения соединен с другим входом преобразова теля интервалов времени в число-импульсный код, а выход последнего сое динен с первыми входами третьего, четвертого и реверсивного счетчика, выходы третьего и четвертого кгаочей соединены с входгиии счетчиков, импульсов/ выходами соединенных, свходами блока умножения, вы ход последнего и выход реверсивного счетчика соответственно соединены с входами блока деления, выход которого соединен с входом цифрового регистратора, а блок управления соединен с управляющими входами ключей, управляющим входом реверсивного счет чика, блоков деления и умножения. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит блок 1 измери тельного преобразователя индуктивнорти катушки RL-цепи в интервал вре мени с включенными последовательно катушке 2 индуктивности дополнительным резистором 3 и образцовым резистором 4, параллельно которому вклю чен ключ 5 с ключом 6, включенным парсшлельно RL-цепи, делителем напря жения, в состав которого входят три резистора 7-9, блоками 10, 11 сравнения напряжений, один из входов которых подсоединен к точке а RL-цё пи, другой вход блока 10 сравнения подключен к точке б делителя напряжения, а блок 11 - к точке в делителя напряжения) блок 12 преобразования интервала времени в число-импульсный код, к входам которого подключены выходы блоков 10 и 11 сравнения; реверсивный счетчик 13/ ключи 14 и 15, входы которых подключены к выходу блока 12 преобразования интервала времени в число-импульсный код счетчики 16 и 17 импульсов, входы которых подключены к выходам ключей 14 и 15, соответственно; блок 18 умножения, входы которого подключены к выходу счетчиков 16 и 17 импульсов; блок 19 деления, входы которого подключены к выходу реверсивного счетчика 13 импульсов и выходу блока 18 умножения) цифровой регистратор 20, своим входом подключенный к выходу блока 19 деления, и блок 21 управления. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии ключи 5 и 14 замкнуты, остальные ключи разомкнуты. Чтобы провести один цикл измерения, по сигналу Ъ блока 21 управления ключ 6 замыкается. Экспоненциально изменяющееся напряжение в точке а RL-цепи поступает на вход блоков 10 и 11 сравнения напряжений. На другой вход этих блоков подаются фиксированные значения напряжений с точек б и в делителя напряжений, и по моментам равенства напряжений на входах блоков 10 и 11 сравнения формируется интервал времени, из которого известным ббразом в блоке 1 измерительного преобразователя времени в числоимпульсный код формируется первая серия измерительных импульсов. Сигнал в число-импульсном коде с выхода блока 12 поступает в реверсивный счетчик 13 и через открытый ключ 14 в счетчик 16 импульсов, где и запоминается. По окончании формирования первой серий измерительных импульсов по заданной программе с блока 21 управления поступает сигнал на размыкание ключей 5, 6 и 14 и замыкание ключа 15. Происходит заряд RL-цепи, по окончании которого по сигналу с блока 21 управления замыкается ключ 6 и реверсивный счетчик 13 переводится в режим вычитания. Описанным образом сформированный сигнал в число-импульсном коде с блока 12 поступает на вход реверсивного счетчика 13, включенного в режим вычитания, и через ключ 15 на вход счетчика 17 импульсов, где и запоминается. По окончании формирования второй серии измерительных импульсов по команде с блока 21 управления включается блок 18 умножения, на входы которого сигналы в число-иМпульсном коде поступают с выходов счетчиков 16 и 17. По окончании умножения содержимого счетчиков 16 и 17 по команде с блока 21 управления включается блок 19 деления, на входы которого сигнал в число-импульсном коде поступает с блока 19 умножения и реверсивного счетчика 13. По окончании деления заканчивается один цикл измерения и на цифровом табло регистратора 20 высвечивается результат измерения в единицах измеряемой индуктивности в цифровом виде.

Таким образом-, благодаря применению дополнительных ключей и блоко результат измерения индуктивности не зависит от активного сопротивления линии связи, собственно катушки внутреннего сопротивления ключей и источника питания, а следовательно, точность измерения повышается.

Формула изобретения

Устройство для измерения индуктивности , содержащее делитель напряжения из двух резисторов, зажимы для подключения измеряемой катушки индуктивности, один из которых соединен с образцовым резистором, блок сравнения напряжений, один вход которого .подключен к среднему выводу делителя напряжения, другой вход соединен с рдним зажимом для подключения измеряемой катушки индуктивности, блок преобразования интервала времени в число-импульсный код, один вход которого подключен к выходу блока сравнения напряжения, счетчик импульсов, цифровой регистратор, и блок управления, отличающееся тем что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено одним дополнительным резистором, включенным последовательно с образцовым резистором и одним ключом, соединенным

параллельно с образцовым резистором, другим дополнительным резистором, соединенным с первым выводом делителя напряжения, и другим зажимом для подключения измеряемой .индуктивности другим дополнительным ключом, первый выход которого соединен с другим зажимом для подключения измеряемой .индуктивности, второй выход соединен с другим выводом дополнительного резистора и делителя напряжения;, ;вторым блоком сравнения напряжений, третьим и четвертым ключами, вторым счетчиком импульсов, блоком умноже;ния, блоком деления, реверсивным счетчиком, причём первый вход второго блока сравнения соединен с об.щим выводом делителя напряжения и другого дополнительного резистора, а второй вход - с другим входом первого блока сравнения, выход второго .блока сравне-ния соединен с другим входом преобразователя интервалов времени в число-импульсный код, а выход последнего соединен с первыми входами третьего и четвертого ключей и реверсивного счетчика, выходы третьего и четвертого ключей соединены с входами счетчиков импульсов, выходами соединенных с входами блока умножения, выход последнего и выход реверсивного счетчика соответственно соединены с входами блока деления, выход которого соединен с входо цифрового регистратора, а блок управления соединен с управлякядими входами ключей, управляющим входом .реверсивного счетчика, блоков деления и умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и системы управления № 2, 1969, стр. 41-43.

2. Г-.Я.Мирский, Радиоэлектронные измерения, 3., М., 1975, стр. 499 505 (прототип).