SU467302A1 - Цифровой измеритель сопротивлени ,емкости и индуктивности - Google Patents

Description

латаемого измерител  сопротивлени , емкости и индуктивности.

Измеритель содержит перестраиваемые гетеродины 1 и 2, генераторы 3 и 4 синусоидального папр жени  соответственно, основной и перестраиваемый смесители 5 и 6 соответственно , фнльтры 7 и 8, источник 9 напр жени  носто пного тока, коммутаторы 10 и 11, частотозавпоимую измерительную цень 12, состо щую нз П31мер вмого и образцового элементов 13 и 14, соответствен по (при измерений елшостй образцовый и из мер емый элементы мен ютс  места-ми), фазовременной формирователь 15 (формирователь временных интервалов, соответствующих фазовому сдвигу между нанр жени ми на выходе измерительной цепи 12), врем -импульсный преобразователь 16 напр жени  посто нного тока, интегратор 17, формирователь 18 разностных интервалов , умножитель 19 частоты, содержащнй узлы всномогательного генератора 2, а также делитель 20 частоты на 8, формирователь 21 нериода умноженной частоты, частотный компаратор 22 (устройство автоподстройки частоты вспомогательного генератора 2), устройство управлени  23, цифровой измеритель 24 отногиени  временных интервалов.

Предлагаемый цифровой измеритель работает следующим образом.

Сигналы основного генератора 3 синусоидального напр женн  и гетеродина 1 подаютс  на смеситель 5, разиостна  частота па выходе которого выдел етс  фильтром 7. Сигналы вспомогательного генератора 4 сипусопдального напр жени  и гетеродина 2 подаютс  на смеситель 6, разностна  частота на вы.ходе которого выдел етс  фильтром 8. Гетеродины 1 л 2 нерестраашаютс  в сравнительно узких пределах напр жени ми посто нного тока, поступающ .и.ми на их управл ющИе входы.

Частота на выходе В1опомогательного генератора 4 в восемь раз больше частоты основного генератора 3. В ноложении а коммутатора 10 выходной сигнал генератора 3 частоты со поступает «а вход частотозавнсимой цепи 12, с выхода которой (обща  точка измерительного н образцового элементов 13 и 14) и с выхода основного генератора 3 сигпа.чы поступают на фазовременной фар1М(Ирователь 15, выдел юЩИЙ интервал времени 1ф, соответствующий фазовому сдвигу

1 wLx/1

Ф a-ctg ,(1

где LX - индуктивность катушкй, R - ее активное сопротивление, Ra - образцовое сопротивление .

Выход врем -импульсного формировател  15 подключен ко входу формировател  18 разностных интервалов, на второй вход которого поотуиает времевной интервал, соответствующий периоду умноженной в восемь раз частоты вспомогательного генератора 4, выдел емому формирователем 21 периода умноженной частоты. Частота вспомогательного генератора 4 с помощью триггерного делител  20 частоты

делитс  в восемь раз, после чего поступает на частотный компаратор 22, на второй вход которого подан сигнал основного генератора 3. Частотный компаратор 22 выдел ет Сигнал 5 управлени  гетеродином 2, осуществл   тем самым синхронизацию частот основного и вспрмогательного генераторов 3 и 4 в отнощенин 1:8.

0 Таким образом, временной интервал, сформированный формирователем 21 периода VMт

ноженной частоты, равен-о- где Т -период

выходного сигнала основного генератора 3. 5 Формирователь 18 разностных временных

Т

интервалов сравнивает интервалы 1ф н-;г- и

т выдел ет их разность . Интегратор 17

0 нреобразует этот разностный сигнал в напр жение , управл ющее гетеродином 1. Частота последнего и соответственно частота со на выходе генератора 3 HSiMeHHencH до тех пор, пока сигнал рассогласовани  не сводитс  к

ф

- ± т

нулю. Поскольку t,|

2л

т условне рав.}ювесн  tP g-означает . е. tg(p 1.

30 При этом из выражени  1 находим wLx I

(2)

R-, + Ra

Если

дооротагость катуЩ|К1П велика, т. е.

п

, нолучаем приближенноLX K- -Т, (3) 5

т. е. измер ема  индуктивность пропорциональна периоду выходного сигнала основного генератора 3. Есл-и и RO сравнимы, то

г ;и„Ко, А

40 /. +

где Uo - нанр жение на выходе источника 9 напр жени  посто нного тока, поступающее через положение б коммутатора 10 на частотозависимую цепь 12; 0 - напр жение на 45 пыходе частотозавпсимой цепи 12.

Это напр жение с помощью врем -имиульспого преобразовател  16 преобразуетс  во временной интервал iz50 , -rj -, i-oRc,

(5

- К

где /. - коэффициент пропорциолальности. Pis выражений (2) и (5) следует, что

(6)

Lx

:U,R.,

где К

, Т. е. измер ема  величина,

пропорциональна  отнощению временных интервалов Т и 2- Измерение отношени  осуще60 сттвл етс  разн овременио: в первом такте, соответствующем положению а ,ко1ммутаторов

,, 10,и 11, определ етс  Т, а во втором такте,

соответствующем положению б коммутаторов

10-и 11, Определ етс  t. В третьем такте циф65 ровой измеритель 24 отнощени  временных

интервалов выполн ет обработку кодов Г и ts, вырабатывает код отношени .

Управление коммутаторами 10 и 11 и цифровой измеритель 24 отношени  вр еменных интервалов осуш,ествл етс  устройством управлени  23. Измерение емкости производитс  аналогично, так как емкостные и индуктивные цепи дуальны.

При измерении сопротивлений образцовый кондеисатор может быть выбран с весьма ма .лым  потер ми, так что отпадает необходимасть в вьшолненИИ второго такта преобразовани .

Предмет изобретени 

1. Цифровой измеритель сопротивлени , емкости и индуктивйости, содержаихий управл .емый генератор синусоидального напр жени  (например, на основе перестраиваемого гетеродина , смесител  «фильтра нижних частот), подключенный ко входу частотозависимой цепи с образцовые и измер емым элементами, и преобразователь «вменени  параметров цепи в напр жение, вход которого подключен к выходу -цепи, а его выход подключен к управл ющему входу генератора, формирователь периода выходного сигнала генератора, цифровой измеритель периода и два коммутатора, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешностей при измерении, в него введены источник напр жени  посто нного тока, врем -импульсный преобразователь и цифровой

измеритель отношени  временных интервалов, причем выход источника напр жени  посто нного тока подключен ко входу измерительной цеПИ, вход врем -импульсного преобразовател  подключен к выходу измерительной дети, входы цифрового измерител  отношени  временных интервалов подключены к выходам врем -импульсного преобразовател  напр жени  и формировател  периода выходного сигнала геиератора через первый коммутатор,

0 управл емый синхронно со вторым коммутатором , входы которого подключены к выходам генератора синусоидального напр жени  и источника напр жени  посто нного тока.

5

2. Измеритель но н. 1, отличающийс  тем, что преобразователь изменени  параметров измерительной цепи в напр жение содержит фазовременной формирователь, умножитель частоты генератора в 8 раз (например, на ос0 нове вспомогательного управл емого генератора с триггерпым делителем частоты на 8, синхронизированного по выходу с основным генератором), формирователь периода умноженной частоты, формирователь разностных

5 интервалов и интегратор, причем выходы фазовремепного формировател  и формировател  периода умпожеипои частоты подключены ко входам формировател  разностных интер0 валов. 15ыход иослодиего подключен ко входу иитегратора, выход которого соединен с перестр а;. 15ае мы м гетерод;iном.