SU875306A1 - Цифровой измеритель сопротивлени - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕ -ИТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относитс  к нзмерител ной техннке и предназначено дл  измерений электрических сопротивлений путем преобразовани  электрических сигналов в частоту следовани  импуль сов. Известен дискретный омметр, соде жащий частотнь1е датчики, счетчики, управл емый ключ, соединенный с выходом умножител  частоть, источник питани  и эталонное сопротивление, В качестве частотных датчиков исполь зованы дифференциальные квантовые преобразователи типа ток - частота, вход одного из которых соединен с источником питани  и измер емым и эталонным сопротивлени ми, вход другого --С источником питани  и измер емым сопротивлением, выход одного из датчиков подключен через последовательно включенные умножитель частоты и ключ к входу счетчика импульсов , а выход второго частотйого датчика подключен к входу второго счетчика Недостатком этого дискретного омметра  вл етс  наличие погрешности измерени  омметра за счет вли ни  входного сопротивлени  частотного датчика, что имеет существенное значение прн измерении малых сопротивлений . . Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой измеритель сопротивлений, содержащий частотные датчики, источник питани , умножитель частоты, счетчик импульсов, первый частотный датчик, св занный с умножителем частоты , эталонное сопротивление, второй частотный датчик, св занный со счетчнком нмпульсрв через ключ, управл ющее устройство, устройство отображени  информации, реверсивный счетчик, ключи, элемент задержки и элемент ИЛИ, причем умножитель частоты подключен к реверсивному счетчику через ключи. управл ющие входы которых соединены . с выходами управл ющего устройства, другие выходы которого св заны со счетчиком импульсов, входами элемента ИЛИ и управл ющими входами ключа, установленного между источником питани  и измер емым сопротивлением- и ключа, установленного между источником питани  и входом второго частотного датчика, причем выход элемента ИЛИ св зан через элемент задержки с ключом на выходе второго частотного датчика 2. Недостатком этого измерител   вл етс  наличие погрешности измерени , обусловленной возможный различием коэффициентов передачи двух частотных датчиков. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что в цифровой измеритель сопротивле ни , содержащий частотный преобразов таль, например квантовый преобразова тель типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питани , второй вход - с выходом первого ключа, вход которого соедине с первым выводом эталонного реэистора , а управл ющий вход соединен с первым выходом блока управлени , выход частотного преобразовател  соеди нен через второй ключ с первым входо счетчика импульсов, первый выход которого соединён с первым входом блока управлени , второй Выход которого соединен с управл ющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измер тел  дл  подключени  измер емого соп ротивлени , элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами четвертого и п того ключей, входы которых объединень:, введены генератор импульсов, дифференцирую . щий элемент, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа, причем втора  входна  клемма измерител  дл  подключени  измер емого сопро тивлени  соединена с выходом источника питани , со вторым выводом эталонного резистора и с входом шестого ключа, вьпсод которого соединен со вт рым входом частотного преобразовател и с выходом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с вход ми четвертого и п того ключей, выход реверсивного счетчика соединен со вт 64 рыТ ВХОДОМ блока управлени , первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , с входом третьего элемента задержки и с управл ющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с управл ющим входом четвертого ключа. Третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым, входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом п того ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управлени , четвертый выход которого соединен с управл ющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирукш й элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерител . На чертеже представлена блок-схема цифрового измерител  сопротивлени  . Устройство содержит измер емое сопротивление I, эталонный резистор 2, частотный преобразователь 3, например квантовый преобразователь типа ток - частота, ключи 4, 5, 6 и 7, счетчик 8 импульсов, генератор 9 импульсов (например, кварцевый генератор ), ключи 10, II, реверсивный счетчик 12, блок 13 управлени , элементы ИЛИ 14, 15 и 16, элементы 17, 18 и 19 задержки, дифференцирующий элемент 20, ключ 21. Цифровой измеритель сопротивлени  работает следующим образом. При включении измерител  блок 13 управлени  открьшает ключи 4, 7 и IClКлючи 7 и 10 открываютс  через врем , равное времени задержки .с целью учета переходных процессов в частотном преобразователе 3. Через магнитную систему частотного преобразовател  3 начинает протекать ток , равный 5 где Е - напр жение источника питани ( на чертеже не показан); R JJ - измер емое сопротивление I; входное сопротивление частотного преобразовател  3. С выхода частотного преобразовател  3 импульсы с частотой следовани  , котора  обратно пропорциональна сопротивлению R)(, посту пают на счетчик 8.импульсов. Одновременно на реверсивный счетчик I2 поступают импульсы от генератора 9 импульсов с частотой следовани  ff. После заполнени  счетчика 8 импульсов с его выхода выдаетс  сигна на блок 13 управлени . При этом ключи 4, 7 и 10 закрываютс . Врем  Т J в течение которого происходит заполнение счетчика 8 импул сов, равно т N . N(Rx ) , V , КЕ где N - число импульсов в заполненном счетчике 8 импульсов (емкость счетчика 8 импульсов ); К - коэффициент пропорциональности . За это врем  число импульсов N 6 реверсивном счетчике 12 равно Rv-l-Rav N Vr- rb-V По сигналу с блока 13 управлени  через элемент ИЛИ I5 и дифференцирующий элемент 20 сбрасываетс  счетчик В импульсов и открываетс  ключ 5, подключающий ко входу частотного преобразовател  3 источник питани  Е. Через промежуток времени, определ т емый элементом 18 задержки, открываютс  ключи 7 и 11. На вход частотного преобразовател ; .3 начинает поступать ток 12., равный

1 --V R.

ЭХ

На счетчик 8 импульсов начинают поступать импульсы с частотой следовани  f, обратно пропорциональной сопротивлению RB а от генератора 9 импульсов через открытый ключ 1 импульсы поступают на второй вход реверсивного счетчика 12, где производитс  вычитание записанных импульсов ..

равный

35

Счетчик 8 импульсов начинает заполн тьс  импульсами с частотой следовани  fа, а в реверсивном счетчике 12 производитс  вычитание оставшегос  числа импульсов Ne импульсами, поступающими от генератора 9 импульсов до нул . Врем  Тд, в течение которого производитс  вычитание, равно

г- M.N.Mv:.M5L

J-К .Е

ir Е

Когда реверсивный счетчик 12 установитс  .в нуль, с его выхода выдаётс  сигнал в блок 13 управлени , ключи 6, 7 и II закрываютс , открываетс  ключ 21 и на выход измерител  ведаетс  записанное в счетчике , 8 импульсов число N-j импульсов, посПри этом впем  Т -заполнени  счетчика 8 импульсов равно Т IL-JilBl. 2fo КЕ За это врем  в реверсивном счетчике 12 вычитаетс  количество импульсов N , равное VI Е т 1 ВХ В результате в реверсивном счетчике 12 остаетс  число Ng импульсов Ny--N-N -- N - Вх-НэУ п ,.R)i. . 2 1 2 КЕ Г КЕ т.е. получим число N, .пропорциональное Ry. Однако при этом, как видно из полученного выражени , на точность измерени  вли ет разброс напр жени  источника питани  Е. Дл  устранени  вли ни  разброса напр жени  источника питани  после заполнени  счетчика 8 импульсов по сигналу с блока 13 управлени  через дифференцирующий элемент 20 и элемент ИЛИ 15 счетчик 8 импульсов сбрасываетс  и ключи 5, 7 и И закрываютс , открываетс  ключ 6, а ключи 7 и 11 открываютс  через промежуток времени, определ емый элементом 19 задержки. На вход частотного преобразовател  3 начинает поступать ток

тупивших от частотного преобразовател  3 за врем  Т., равное

,j . КЕ

NRx NRx

k.,R Vb КЕ КВУ КЗ

X

так как R0 известны.

Как следует из полученного соотношени , вли ние разброса источника ,питани  исключаетс .

Предлагаемое изобретение позвол ет исключить вли ние разбросов коэффициента передачи К частотных преобразователей на точность измерени . При этом точность измерени  определ етс  кратковременной нестабильностью преобразовани , котора  мала из-за идентичных условий работы, разр дностью счетчиков, а также погрешностью генератора эталонной частоты, котора  может быть обеспечена существенно меньшей, чем ошибка преобразовани . Суммарна  погрешность измерений не превьппает 0,005-0,001%,

Формула изобретени 

Цифровой измеритель сопротивлени , содержащий частотный преобразователь , например квантовый преобразователь типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питани , второй вход - с выходом первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резистора а управл кииий вход соединен с первым выходом блока управлени , выход частотного преобразовател  соединён через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерител  дл  подключени  измер емого сопротивлени , элемент задержки, элемент ШМ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами . четвертого и п того ключей, входы которых объединены, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности измерени , введены rerieратор импульсов, дифференцирующий элемент, два элемента ИЖ, два : лемента задержки, два ключа, причем

втора  входна  клемма измерител  д.п  подключени  измер емого сопротивлени  соединена с выходом источника питани , со вторым выводом эталон- ного резистора и с входом шестого

ключа, вь1ход которого соединен со

вторым входом частотного преобразовател  и с выходом третьего ключа, вы-, ход генератора импульсов соединен с входами четвертого и п того ключей,

5 выход реверсивного счетчика соединен са вторым входом блока управлени , первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента

0 ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , с входом третьего элемента задержки и с управл ющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторьм входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента- задержки и с управл ющим входом четвертого ключа, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом п того ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управлени , четвертый выход которого соединен с управл ющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирующий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа соединен с выходом измерител .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 390474, кл: G 01 R 27/14, 1971,

2,Авторское свидетельство СССР № 705380, кл, G 0 R 27/14, 1977 (прототип),

Claims (1)

1. Формула¹ изобретения

   Цифровой измеритель сопротивления, ₃₀ содержащий частотный преобразователь, например квантовый преобразователь типа ток - частота, первый вход которого соединен с выходом источника питания, второй вход - с выходом ₃₅ первого ключа, вход которого соединен с первым выводом эталонного резистора^ а управляющий вход соединен с первым выходом блока управления, выход частотного преобразователя соединён через второй ключ с первым входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первой входной клеммой измерителя для подключения измеряемого сопротивления, элемент задержки, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, входы которого соединены соответственно с выходами . ⁵⁰ четвертого и пятого ключей, входы которых объединены, отличающийся тем, что, с целью повыше ния точности измерения, введены гейератор импульсов, дифференцирующий элемент, два элемента ИЛИ, два Элемента задержки, два ключа, причем вторая входная клемма измерителя для подключения измеряемого сопротивления соединена с выходом источника питания, со вторым выводом эталонного резистора и с входом шестого ключа, выход которого соединен со вторым входом частотного преобразователя и с выходом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с ^J входами четвертого и пятого ключей, выход реверсивного счетчика соединен со вторым входом блока управления, первый выход которого соединен со входами второго элемента задержки и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, с входом третьего элемента задержки и с управляющим входом шестого ключа, выход второго элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со вторым входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента- задержки и с управляющим входом четвертого ключа, третий вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента задержки и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, выход первого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом второго ключа, вход первого элемента задержки соединен со вторым выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющим входом седьмого ключа, вход которого соединен со вторым выходом счетчика импульсов, второй вход которого соединен через дифференцирующий элемент с выходом третьего элемента ИЛИ, выход седьмого ключа роёдинен с выходом измерителя.