SU1183919A1 - Устройство дл измерени @ , @ , @ параметров - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ R,L,C ПАРАМЕТРОВ, содержащее источник посто ннрго напр жени ,- зажимы дл  подключени  измер емого объекта, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, с первым выходом источника посто нного напр жени  и с одним из входов измерител , блок эталонного сопротивлени , блок управлени  выходы которого соединены с управл ющими входами ключей и с управл ющими входами блока эталонного сопротивлени , выход операционного усилител  соединен с другим входом измерител , о т л и ч а 1о щ е е с   тем, что, с целью расширени  функ1Д1ональных возможностей, второй выход источника посто нного напр жени  соединен через две парал- лельные цепи из двух последовательно: соединенных ключей с инвертирующим входом операционного усилител , в обратную св зь которого включен блок эталонного сопротивлени , зажимы дл  подключени  измер емого сопротивлени  соединены с выходами первых ключей двух параллельных цепей, первый выход блока управлени  соединен с первым и вторым управ:л ющими входами блока эталонного сопротивлени  и с управл ющими входами первого ключа первой параллельной цепи и второго ключа второй параллельной цепи, а второй выход блока управлени  соединен с третьим и четвертым управл ющими входами блока эталонного сопротивлени  и с управл ющими входами второго ключа первой параллельной цепи и первого ключа второй параллельной цепи. 2. Устройство по П.1, о т л и -; т чающеес  тем, что блок эталонного сопротивлени  содержит эталонный конденсатор и две параллельные цепи из двух последовательно соединенных ключей, выводы эталонного конденсатора подключены к выходам первых ключей параллельных, 00 цепей, входы которых соединены со ;о с входом блока эталонных сопротивлений , выходы вторых ключей параллельных цепей соединены с выходом со блока эталонного сопротивлени , управл ющие входы первого ключа первой параллельной цепи и второго ключа второй параллельной цепи сое - инены соответственно с первым и вторьм управл ющими входами блока эталонного сопротивлени , третий и четвертый управл ющие входы которого соединены соответственно с управл ющими входами второго ключа первой параллельной цепи и первого ключа второй параллельной цепи.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испол зовано дл  измерени  сопротивлений индуктивностей и емкостей. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устрой ства за счет обеспечени , измерени  не только активных сопротивлений, и реактивных, таких как индуктивность и емкость. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство дл  измерени  R,L, параметров содержит операционный усилитель 1, в обратную св зь кото рого включен блок 2 эталонного соп ротивлени , Содержащий ключи 3-6, эталонный конденсатор 7, две парал лельные цепи из последовательно соединенных ключей 8-11, зажимы 12 и 13 дл  подключени  измер емог объекта (активного сопротивлени  14, индуктивности 15, емкости 16), источник 17 посто нного напр жени  блок 18 измерени  напр жени , блок 19 управлени , первый выход которого соединен с управл ющими входа ключей 4 и 5 блока 2 эталонного сопротивлени  и с управл ющими входами ключей 9 и 10, второй выход соединен с управл ющими входами ключей 3. и 6 блока 2 эталонно сопротивлени и ключей 8 и Г, вхо ды блока 18 измерени  напр жени  соединены соответственно с выходом операционного усилител  1 и с общей шиной, к которой; также подключены неинвертирующий вход оп рационного усилител  1, первый выход источника 17 посто нного напр  жени , второй выход которого подключен к объединенным входам ключей 8 и 10, выходы ключей 9 и 11. подключены к инвертирующему входу операционного усилител  1. Блок 19 управлени  состоит из триггера 20, вход которого подключен к выходу задающего генератора 21, а выход соединен с входом диффгренцирующей RC-цепи 22, выход которой с одной стороны подключен к аноду первого диода 23, катод которого соединен с выходом 24 блока 19 управлени , а с другой стороны RC - соединен с катодом второго диода 25, анод которого соединен через инвертор 26 с выходом блока 19 управлени ,, 9 Устройство работает следующим образом. С выходов 24 и 27 блока 19 импульсы длительностью t. управлени  и с периодом следовани  Т подают - с  на управл ющие входы ключей: при поступлении импульса с выхода 24 замыкаютс  ключи 8 и 11 и ключи 3 и 6 блока 2, которые наход тс  во включенном состо нии врем , равное длительности t импульса. При по влении импульса с выхода 27 блока 19 через период Т, замыкаютс  ключи 9, 10, 4 и 5, которые наход тс  во включенном состо нии врем , равное длительности t. импульса. В качестве ключей могут быть использованы МОП-транзисторы. Рассмотрим принцип действи  устройства дл  трех режимов. Режим 1. Измерение индуктивности. Измер ема  индуктивность 15 подключаетс  к зажимам 12 и 13. При по влении первого импульса с выхода 24 блока 19 управлени  замыкаютс  ключи 8 и 1 1 и напр жение от источника 17 посто нного напр жени  поступает через измер емую индуктивность 15 на инвертирующий вход операционного усилител  1. По окончании длительности импульса с выхода 24 блока 19 управлени  ключи 8 и 11 размыкаютс , но в индуктивности 15 существует запас энергии магнитного пол . При по влении через период Т следующего (второго) импульса с выхода 27 блока 19 управлени  замыкаютс  ключи 9 и 10. В этот момент времени напр жение источника 17 посто нного напр жени  через ключи 9 и 10 и измер емую индуктивность 15 вновь поступает на инвертирующий вход операционного усилител  1.Таким образомj в каждьй из к-х моментов времени ша индуктивности 15 возникает ЭДС самоиндукции . ., V(W i{lcUitic-0 - 1--тГ- бИз выражени  (1) видно, что величина L l5/Tg представл ет собой,при условии посто нства длительности периода Т следовани  импульсов с выходов 24 и 27 блока 19 управлени , эквивалентное сопротивление R L 15/Т . Таким образом, при коммутации величина индуктивности 15 эквивалентна частотно-незави-г симому сопротивлению R эквивалентно включению на инвертиру ющий вход операционного усилител  1 резистора с величиной Аналогично в каждый к-й момент времени в эталонном конденсаторе 7 возникает ток .( ф.Д((К.01 (2) с TC откуда эквивалентное сопротивление замвщак цее блок 2 эталонного сопротивлени  равно К,кв2 /С 7 , что также эквивалентно включению в цепи обратной св зи операционного усилител  1 частотно-независимого элемен та-реэистора Б: результате этого коэффициент передачи операцио ного усилител  1 определ етс  как кв тогда напр жение на выходе операционного усилител  1 равно TC/C откуда измер ема  индуктивность определ етс  как ( 4) I .-11. . 5 V, с, где Cf - эталонна  емкость конденсатора 7.С выхода операционного уси лител  1 напр жение V поступает на блок 18 измерени  напр жени  и регистрируетс  индикатором, шкала которого проградуирована согласно выражению дл  определени  L ,. Режим II. Измерение емкости. При измерении емкости к зажимам 12 и 13 подключаетс  измер ема  емкость 16. При этом эквивалентное замещающее активное сопротивление . 1с равно R а активное эквивалентное сопротивление, замещакндее блок 2 эталонного сопротив леий  равно, R Cf- эталонна  емкость. В результате этого, на выходе операционного усилител  1 напр жение . ЭК6, Ч/С.е; откуда измер ема  емкость определ етс  как Режим III. Измерение активного сопротивлени . При измерении активного сопротивлени  к зажимам 12 и 13 подключаетс  активное сопротивление 14. Очевидно, что переключение ключей 11, 9 и 10 не измен ет характера ак-t тивного сопротивлени , в результате этого напр жение на выходе операционного усилител  1 R.e.z р т,/с, -- T-ir--t откуда измер емое активное сопротивление равно Е,, Те где эталонна  емкость. Из формул дл  определени  индуктивности , емкости и активного сопротивлени  видно, что номинал и диапазон измерени  измер емых величин зависит от входного и выходного напр жени  номинала эталонного конденсатора 7 (С) и периода импульсов Т. Подбира  определенным образом необходимый период If. при соответствукнцем значении номинала эталонного конденсатора 7 (Cj) можно получить широкий диапазон изменени  измер емых ивдуктивностей , емкостей и активных сопротивлений . Величина входного напр жени , определ ема  источником 17 посто нного напр жени j может быть выбрана произвольной.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ R,L ,С ПАРАМЕТРОВ, содержащее источник постоянного напряжения,· зажимы для подключения измеряемого объекта, операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, с первым выходом источника постоянного напряжения и с одним из входов измерителя, блок эталонного сопротивления, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и с управляющими входами блока эталонного сопротивления, выход операционного усилителя соединен с другим входом измерителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, второй выход источника постоянного напряжения соединен через две парал- лельные цепи из двух последовательно соединенных ключей с инвертирующим входом операционного усилителя, в обратную связь которого включен блок эталонного сопротивления, зажимы для подключения измеряемого сопротивления соединены с выходами первых ключей двух параллельных цепей, первый выход блока управления соединен с первым и вторым управ-ц ί ляющими входами блока эталонного сопротивления и с управляющими входами первого ключа первой параллельной цепи и второго ключа второй параллельной цепи, а второй выход блока управления соединен с третьим и четвертым управляющими входами блока эталонного сопротивления и с управляющими входами второго ключа первой параллельной цепи и первого ключа второй параллельной цепи.

2. Устройство по п.1, о т л и —: чающееся тем, что блок эталонного сопротивления содержит эталонный конденсатор и две параллельные цепи из двух последовательно соединенных ключей, выводы эталонного конденсатора подключены к выходам первых ключей параллельных, цепей, входы которых соединены с входом блока эталонных сопротивлений, выходы вторых ключей параллельных цепей соединены с выходом блока эталонного сопротивления, управляющие входы первого ключа первой параллельной цепи и второго ключа второй параллельной цепи соединены соответственно с первым и вторьы управляющими входами блока эталонного сопротивления, третий и четвертый управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими входами второго ключа первой параллельной цепи и первого ключа второй параллельной цепи.

SU ....1183919