RU2503020C9 - Измеритель параметров rc-двухполюсников - Google Patents
Измеритель параметров rc-двухполюсников Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503020C9 RU2503020C9 RU2012124471/28A RU2012124471A RU2503020C9 RU 2503020 C9 RU2503020 C9 RU 2503020C9 RU 2012124471/28 A RU2012124471/28 A RU 2012124471/28A RU 2012124471 A RU2012124471 A RU 2012124471A RU 2503020 C9 RU2503020 C9 RU 2503020C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- capacitor
- voltage
- switch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения параметров RC-двухполюсников и может использоваться при физико-химических исследованиях жидкостей, в системах контроля диэлектрических характеристик веществ и материалов с большим удельным сопротивлением, а также при создании измерительных средств контроля качественных показателей моторных масел. Измеритель содержит измеряемый RC-двухполюсник, повторитель напряжения, компаратор, генератор уставки, формирователь единичного скачка напряжения, индикатор, вычислительно-управляющее устройство, конденсатор, кроме того, введены коммутатор, образцовый резистор, генератор накачки, быстродействующий автоматический ключ. Техническим результатом является независимость показаний измеренных величин от температуры окружающей среды путем введения в структуру устройства схемы термокомпенсации емкости конденсатора, а также повышение информативности путем введения дополнительной схемы измерения активного сопротивления RC-двухполюсника. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения параметров RC-двухполюсников и может использоваться при физико-химических исследованиях жидкостей, в системах контроля диэлектрических характеристик веществ и материалов с большим удельным сопротивлением, а также при создании измерительных средств контроля качественных показателей моторных масел.
Известен измеритель параметров диссипативных CG-двухполюсников [Патент RU №2260190 от 06.02.2004], содержащий первый и второй источники образцового напряжения, компаратор, вычислительно-управляющее устройство, измеряемый CG-двухполюсник, два коммутирующих ключа, модулирующий конденсатор, блок управления зарядом-разрядом, электронный коммутатор, делитель частоты, буфер. Измеритель обладает малой инвариантностью измерения по каналам C и G, и, как следствие, ограниченным диапазоном измерения активного сопротивления.
Известно устройство измерения активного сопротивления диссипативных CG-двухполюсников [Патент RU №2461841 от 04.05.2011], содержащее измеряемый CG-двухполюсник, генератор уставки, компаратор, коммутирующий ключ, вычислительно-управляющее устройство, конденсатор, форсирующий резистор, повторитель напряжения, формирователь единичного скачка напряжения, индикатор. Недостатком прототипа является зависимость выходного измерительного сигнала от параметров диэлектрика конденсатора при изменении температуры окружающей среды и ограниченный верхний предел измерения активного сопротивления как следствие продолжительного времени переходного процесса.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, заключающееся в повышении верхнего предела измерения активного сопротивления и расширении интервала рабочих температур.
Техническим результатом является независимость значений измеренных величин от температуры окружающей среды путем введения в структуру устройства схемы термокомпенсации емкости конденсатора, а также повышение информативности путем введения дополнительной схемы измерения активного сопротивления RC-двухполюсника.
Поставленная задача решается тем, что в устройство измерения активного сопротивления диссипативных CG-двухполюсников, содержащее повторитель напряжения, компаратор, инвертирующий вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, генератор уставки, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, формирователь единичного скачка напряжения, индикатор, вычислительно-управляющее устройство, вход которого соединен с выходом компаратора, первый выход - с входом формирователя единичного скачка напряжения, второй - с входом индикатора, конденсатор, введены коммутатор, первый вывод которого соединен с нулевым потенциалом, второй - через конденсатор с выходом формирователя единичного скачка напряжения, пятый - с измеряемым RC-двухполюсником, вход - с третьим выходом вычислительно-управляющего устройства, образцовый резистор, соединенный с четвертым выводом коммутатора, генератор накачки, вход которого соединен с четвертым выходом вычислительно-управляющего устройства, быстродействующий автоматический ключ, вход которого соединен с выходом генератора накачки, выход - с третьим выводом коммутатора и входом повторителя напряжения.
На фиг. приведена структурная схема устройства.
Устройство содержит быстродействующий автоматический ключ (БАК) 1, конденсатор 2, коммутатор 3, образцовый резистор 4, повторитель напряжения 5, измеряемый RC-двухполюсник 6, генератор уставки 7, компаратор 8, формирователь единичного скачка напряжения 9, индикатор 10, вычислительно-управляющее устройство (ВУУ) 11, генератор накачки 12.
Устройство работает следующим образом.
По команде ВУУ 11 коммутатор 3 соединяет конденсатор 2 с образцовым резистором 4 путем замыкания ключей S2 и S3, преобразуя их тем самым в дифференцирующую цепь. БАК 1 и ключ S4 при этом остаются разомкнутыми. Формирователь единичного скачка напряжения 9 по команде ВУУ 11 формирует на входе дифференцирующей цепи, образованной элементами 2-4, высокий уровень напряжения. Одновременно с этим начинается процесс отсчета временного интервала, который реализуется следующим образом. Запускается встроенный в ВУУ 11 таймер-счетчик. Компаратор 8 с выхода повторителя напряжения 5 сравнивает напряжение на выводе 3 коммутатора 3 с напряжением генератора уставки 7, равным 36,8% от напряжения, поданного на конденсатор 2. Как только сравниваемое напряжение оказывается равным напряжению генератора уставки 7, на выходе компаратора 8 формируется высокий уровень напряжения, ВУУ 11 прекращает тактирование таймера-счетчика и вычисляет время по формуле t=N/f, где N - количество пришедших на вход таймера-счетчика импульсов, f - тактовая частота ВУУ 11. Измеренное время t при этом будет равно постоянной времени дифференцирующей цепи 2-4:
где С - емкость конденсатора 2; Rs - сопротивление образцового резистора 4.
Коммутатором 3 по команде ВУУ 11 размыкается ключ S2 и вывод конденсатора 2 соединяется с первым выводом коммутатора 3, замкнутым на общий провод. Производится снятие остаточного напряжения с конденсатора 2 путем подачи низкого уровня напряжения на его вход с выхода формирователя единичного скачка напряжения 9 по команде ВУУ 11. При этом оба вывода конденсатора 2 оказываются соединенными с общим проводом, в результате чего происходит его разряд.
По команде ВУУ 11 коммутатором 3 замыкаются ключи S2 и 54, формирователем единичного скачка напряжения 9 на входе цепи, образованной конденсатором 2 и параллельно соединенными образцовым резистором 4 и измеряемым RC-двухполюсником 6, формируется высокий уровень напряжения. Сразу после этого ВУУ 11 начинает процесс отсчета времени.
Напряжение на выходе цепи образованной элементами 2-4-6 описывается формулой:
где Uвх - значение входного напряжения; C - емкость конденсатора 2; t - время;
, где Rx - сопротивление измеряемого RC-двухполюсника 6; Сх - емкость измеряемого RC-двухполюсника 6. Если положить, что C на несколько порядков превышает Сх, то формула (2) приобретает вид:
то есть участок цепи, образованный конденсатором 2 и параллельно соединенными измеряемым RC-двухполюсником 6 и образцовым резистором 4, преобразуется в дифференцирующую цепь с постоянной времени τ=RC, измерив которую, и зная значение C, можно вычислить измеряемое сопротивление Rx по формуле:
В качестве образцового резистора 4 в схеме (фиг.) должен использоваться прецизионный с малым температурным коэффициентом сопротивления. С учетом (1) формула (4) приобретает вид:
По завершении процесса отсчета времени t=τ ВУУ 11 вычисляет значение Rx по формуле (5) и сравнивает его со значением Rs. Если выполняется неравенство Rx≥Rs, то коммутатор по команде ВУУ 11 размыкает ключ 52, генератор накачки 12 по команде ВУУ 11 формирует на входе БАК 1 высокий уровень напряжения, в результате чего БАК 1 замыкается и происходит заряд емкости Сх, зашунтированной образцовым резистором 4 и сопротивлением Rx. По истечении времени заряда (3…5) мс генератор накачки 12 по команде ВУУ 11 формирует на входе БАК 1 низкий уровень напряжения, в результате чего БАК 1 размыкается и происходит разряд емкости Сх через образцовый резистор 4 и сопротивление Rx. Одновременно с началом разряда ВУУ 11 начинает процесс отсчета времени, продолжительность которого составит:
По команде ВУУ 11 коммутатор 3 размыкает ключ S1, генератор накачки 12 формирует на входе БАК 1 высокий уровень напряжения, в результате чего БАК 1 замыкается и происходит заряд емкости Сх измеряемого RC-двухполюсника 6. По истечении времени заряда (3…5) мс генератор накачки 12 по команде ВУУ 11 формирует на входе БАК 1 низкий уровень напряжения, в результате чего БАК 1 размыкается и происходит разряд емкости Сх через сопротивление Rx. Одновременно с началом разряда ВУУ 11 начинает процесс отсчета времени, продолжительность которого равна постоянной времени разряда RC-двухполюсника 6:
Из (1), (5)…(7) находим, что
ВУУ 11 производится вычисление значений сопротивления и емкости измеряемого RC-двухполюсника 6 по формулам (8), (9) и вывод их на индикатор 10.
Если же Rx≤Rs, то ВУУ 11 выводит измеренное значение Rx на индикатор 10.
В качестве БАК 1 можно использовать полупроводниковый диод с малым обратным током.
Блоки 8, 9, 11, 12 (фиг.) реализованы программно в микроконтроллере.
Таким образом, в отличие от существующих приборов, в разработанном измерителе верхнее значение измеряемого сопротивления RC-двухполюсника повышено до 50 МОм. Кроме того, он позволяет измерять в широком рабочем температурном интервале и емкость двухполюсника при шунтирующих измеряемых сопротивлениях (1…50) МОм, а при использовании емкостного первичного измерительного преобразователя - удельное сопротивление диссипативных сред и диэлектрические характеристики объектов с большим удельным сопротивлением. При этом уровень технической реализации достаточно прост и не требует значительных затрат.
Claims (1)
- Измеритель параметров RC-двухполюсников, содержащий повторитель напряжения, компаратор, инвертирующий вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, генератор уставки, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, формирователь единичного скачка напряжения, индикатор, вычислительно-управляющее устройство, вход которого соединен с выходом компаратора, первый выход - с входом формирователя единичного скачка напряжения, второй - с входом индикатора, конденсатор, отличающееся тем, что в него введены коммутатор, первый вывод которого соединен с нулевым потенциалом, второй через конденсатор - с выходом формирователя единичного скачка напряжения, пятый - с измеряемым RC-двухполюсником, вход - с третьим выходом вычислительно-управляющего устройства, образцовый резистор, соединенный с четвертым выводом коммутатора, генератор накачки, вход которого соединен с четвертым выходом вычислительно-управляющего устройства, быстродействующий автоматический ключ, вход которого соединен с выходом генератора накачки, выход - с третьим выводом коммутатора и входом повторителя напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012124471/28A RU2503020C9 (ru) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Измеритель параметров rc-двухполюсников |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012124471/28A RU2503020C9 (ru) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Измеритель параметров rc-двухполюсников |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2503020C1 RU2503020C1 (ru) | 2013-12-27 |
RU2503020C9 true RU2503020C9 (ru) | 2015-01-20 |
Family
ID=49817801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012124471/28A RU2503020C9 (ru) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Измеритель параметров rc-двухполюсников |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2503020C9 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU661409A1 (ru) * | 1977-02-01 | 1979-05-05 | Podkin Yurij G | Автоматический измеритель компонент проводимости рс-двухполюсников |
GB2259992A (en) * | 1991-09-26 | 1993-03-31 | Hewlett Packard Co | Checking connections |
RU2260190C1 (ru) * | 2004-02-06 | 2005-09-10 | Ижевский государственный технический университет | Релаксационный измеритель параметров cg-двухполюсников |
RU2314544C1 (ru) * | 2006-04-14 | 2008-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" | Измеритель параметров диссипативных cg-двухполюсников |
-
2012
- 2012-06-13 RU RU2012124471/28A patent/RU2503020C9/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU661409A1 (ru) * | 1977-02-01 | 1979-05-05 | Podkin Yurij G | Автоматический измеритель компонент проводимости рс-двухполюсников |
GB2259992A (en) * | 1991-09-26 | 1993-03-31 | Hewlett Packard Co | Checking connections |
RU2260190C1 (ru) * | 2004-02-06 | 2005-09-10 | Ижевский государственный технический университет | Релаксационный измеритель параметров cg-двухполюсников |
RU2314544C1 (ru) * | 2006-04-14 | 2008-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" | Измеритель параметров диссипативных cg-двухполюсников |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2503020C1 (ru) | 2013-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106501618B (zh) | 电容容值测量电路 | |
CN100504404C (zh) | 一种测量微欧级电阻的装置及方法 | |
CN203324381U (zh) | 便携式杆塔接地装置冲击接地电阻测量仪 | |
US20140300374A1 (en) | Method and apparatus for measurement of a dc voltage | |
RU2391677C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код | |
CN202066915U (zh) | 电感测量回路 | |
CN103440073B (zh) | 排除寄生电容影响的电容感测电路 | |
CN104067097A (zh) | 高分辨率温度测量 | |
CN202404157U (zh) | 一种基于i/o端口检测可变电阻值电路 | |
CN110244112A (zh) | 一种时域中介电材料极化瞬态的测量装置及测量方法 | |
RU2395816C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство для исследования диэлектрических свойств биологических объектов и изоляционных материалов | |
RU2503020C9 (ru) | Измеритель параметров rc-двухполюсников | |
CN112180176A (zh) | 一种基于恒流源的电容容值测量电路及方法 | |
RU2502076C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением | |
CN101482910A (zh) | 一种积分时间常数标定方法 | |
CN201097444Y (zh) | 一种自动升压至设定电流的直流高压发生器 | |
Hallstrom et al. | Calculable impulse voltage calibrator for calibration of impulse digitizers | |
CN108037358B (zh) | 单片机频率测试***及方法 | |
CN210401507U (zh) | 一种时域中介电材料极化瞬态的测量装置 | |
RU2461841C1 (ru) | Устройство измерения активного сопротивления диссипативных cg-двухполюсников | |
CN201173953Y (zh) | 便携式双显自动量程数字兆欧表 | |
CN214067270U (zh) | 一种基于恒流源的电容容值测量电路 | |
CN112269068B (zh) | 脉冲宽度的分析方法 | |
RU2565813C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления, емкости и напряжения в двоичный код | |
RU147588U1 (ru) | Устройство для измерения активного сопротивления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170614 |