Устройство для контроля параметров электрических схем

 

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ ЕСНИХ

PECflYG JIHH

И9) (И) (51) 5 С 01 К 31/28 ю Ф

)j 1

1й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ и 8 0 0МУ C mpm sv (46) 30.05.92. Бюл., Р 20 .(21) 3829077/21 (22) 28 ° 12.84

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (72) Ю.Л. Спирин, Ю.М. Корбашов

-и К.В. Семин (53) 621.317.79(088;8) (56) Фридкин В.М. Сегнетоэлектрики" полупроводники. М,: Наука, 1976, стр. 103-105.

Авторское свидетельство, СССР

II 1056089в кл. С 01 R 31/28> 1983 °

Авторское свидетельство СССР

В 1255971, кл. С 01 К 31/28, 1984. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ. ПАРАМЕТР0В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике1 Может быть использовано для измерения . уровня напряжения s электрических цепях бесконтактным способом. Цель изобретения †..повышение достоверности контроля путем исключения влияния помех, возникающих в устройстве нареэультат контроля, Для достижения данной цели в устройство, содержащее неинвентирующий усилитель 2, аналогоцифровой преобразователь 4, второй

5 и первый 6 элементы задержки, первый 7 и второй 8 формирователи импульсон, буферный регистр 14, блок

15 индикации, шину 16 питания, щуп

1, состоящий иэ металлической пластины 17 с нанесенным на нее слоем 18 . сегнетоэлектрика,первый 19 и второй

20 электроды, введены инвентирующий усилитель 3 и переключатель 13 с переключающим 9, первым 10, вторым 11, третьям 12 замыкающими контактами.

Введение данных элементов и их связей позволило обеспечить воэможность отличать результат измерения, полученный от действия помехи, от истинного результата, что повышает достоверность контроля. 1 ил.

1 128

Изобретение относится к контроль-, но-измерительной.технике и может быть использовано для:измерения уровня напряжения. в электрических цепях бесконтактным способом.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля путем исключения влияния помех, возникающих в устройстве, на результат контроля.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит щуп 1, неинвертирующий усилитель 2, инвертирующий усилитель 3, аналого-цифровой:. преобразователь 4, второй 5 и первый б элементы задержки, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов, переключающий 9, первый 10, второй 11 и третий 12 замыкающие контакты переключателя 13, буферный регистр 14, блок 15 индикации, шину 16 питания; щуп 1 содержит металлическую пластину 17 с нанесенным на, нее слоем 18 сегнетоэлектрика„ первый 19 и второй 20 электроды.

Щуп 1 соединен первым выходом с общей шиной устройства, вторым выходом — с входом неинвертирующего усилителя 2, соединенного выходом через аналого-цифровой::. преобразователь ч с информационными входами буферного регистра 14, соединенного синхровходом с выходом первого формировагеля 7 импульсов, соединенного блокирующим входом через второй формирователь 8 импульсов с выходом первого элемента 6 задержки, а запускающим входом — через второй элемент 5 задержки с выходом неинвертирующего усилителя 2. Переключающий контакт 9 переключателя 13 соединен с третьим выходом щупа 1, первый за-. мыкающий контакт 10 с выходом первого формирователя 7 импульсов, второй замыкающий контакт 11 — с общей шиной устройства, третий замыкающий кон-. такт - с шиной 16 питания устройства, выход второго формирователя 8 импульсов соединен со входом сброса блока 15 индикации, информационные входы : которого соединены с выходами буферного регистра 14, Устройство работает следующим образом, Для установки устройства в исходное состояние 1адается установочный сигнал на регистр 1ч (цепи установки не показаны), после чего в нем запи"

7058 сынается код 000...0. Переключатель

13 устанавливается.в положение, при котором его контакты .9 и 12 соединены.между собой. При этом напряжение питания с шины 16 через электрод 19 эадзется на слой 18 сегнетоэлектрика, что приводит к установке щупа 1 в исхоцное состояние, в котором вектор поляризации доменов слоя 18 сегне10 тоэлектрика ориентируется параллельно рабочей поверхности слоя 18. (слой .18 может быть, например, выполнен. на основе одного из следующих сегнетоэлектриков: BaTiO» BaZrO, P17i0 э з ° э

После установки устройства в исходное состояние переключатель 13 переводится в одно из положений, обеспечивающих два возможных режима работы устройства: режим мгновенного измерения и режим замораживания . результата измерения;

В режиме мгновенного измерения переключатель 13 устанавливается в положение, когда его контакты 9 и 10/ соединены между собой.

Для измерения уровня напряжения на контактной площадке контролируемой электрической цепи щуп 1 подносят к этой контактной площадке,. причем между щупом 1 и контактной площадкой может находиться и слой диэлектрика, например слой лака, Иежду контактной площадкой и пластиной

17 возникает электрическое поле, напряженность которого пропорциональна потенциалу на контролируемой контакт,1л ной площадке и направлено перпендику" лярно рабочей поверхности слоя 18 и вектору поляризации сегнетоэлектрика.

При этом имеет место переориентация вектора поляризации из состояния, tlttу5 раллельного рабочей поверхности слоя

,8, которое представляет собой ло" кальный энергетический минимум для сегнетозлектрического материала (так называемое а-доменное состояние), в

5О более энергетически выгодное (абсолютный энергетический мнимум} — С-доменное состояние, перпендикулярное рабочей поверхности слоя 18. Толщина слоя 18 сегнетоэлектрика не превышает равновесную ширину домена, слой представляет собой двумерную структуру доменов шириной в один домен, заряд, индуцируемый под воздействием пере-. поляриэации сегиетоэлектрика в этом случае пропорционален измеряемому .потенциалу.

° Переполяризация слоя 18 сегнетоэлектрика приводит к появлению импульса напряжения положительной- полярности относительно потенциала электрода 20 на входе усилителей 2 и 3. Усилитель 3 импульсы положительной полярности не пропускает, а усилитель 2 усиливает и формирует ам- . 10 плитуду входного импульса, которая преобразуется преобразователем 4 в

4 код и подается на информационные входы регистра 14.

Запись информации и регистр 14 может быть произведена только при .появлении синхроимпульса положительной полярности íà его синхровходе, поступившего с формирователя 7 импульсов. Этим же синхроимпульсом gp приводится в исходное состояние слой

18 сегнетоэлектрика. Чтобы не. сбросить слой 18 сегнетозлектрика в исходное состояние еще до окончания в нем релаксационного процесса, свя- 25 эанного с измерением потенциала контролируемой электрической цепи, необходимо задержать формирование положительного импульса на выходе . формирователя 7 на время релаксации 30 слоя 18. В противном случае слой 18 не успеет переполяриэоваться и результат измерения будет неточен.

Элемент 5 задержки задерживает фрОнт полощ тельного импульса, фОРмирующегося на выходе усилителя 2, на время, необходимое для окончания. релаксапии слоя 18 и для срабатывания после окончания релаксации преобразователя 4, что обеспечивает 1О достоверность результата, записываемого в регистр 14, Задержанный на необходимое время элементом 5 передяий фронт положительного импульса с выхода усилителя 2 запускает формирователь 7, который формирует на выходе положительный синхроимпульс, стробирующий запись кода с выходов преобразователя 4 в регистр 14. Записанный в 5р регистр 14 код индицируется блоком

t5 индикации, его считывает оператор.

Этот же импульс поступает через электрод 19 на слой 18 и приводит

его в исходное состояние,, подготав-. gg ливая устройство к следующему измерению. При переводе слоя 18 в исходное состояние на входе усилителей

2 и 3 формируется импульс отрицатель1287058

4 ной полярности, который через усилитель 2 не проходит.

Длительность положительного им.пульса на выходе формирователя 7 должна быть достаточна для приведения слоя 18 в исходное состояние (т.е, для окончания релаксации слоя

18) и перевода преобразователя 4 в исходное нулевое состояние, а отрицательный фронт положительного им пульса на выходе формирователя 7 образуется при поступлении на его вход положительного импульса с выхода формирователя 8 °

Поэтому Отрицательный импульс. формирующийся на входе усилителя 3 и преобразованный на его выходе в положительный импульс, задерживается элементом 6 задержки на время, необходимое для Релаксации слоя 18, срабатывания преобразователя 4 и инди". кации,результата блоком 15-. Поступая на вход формирователя 8, положительный фронт задержанного импульса saпускает формирователь 8, который задает положительный импульс на вход формирователя 7, что приводит к прекращению выдачи последним положительного импульса и сбросу показаний блока 15 в ноль.

Длительность импульса фориирователя 8 выбирается несколько .больше, чем длительность импульса формирова теля 7 (которую последний обеспечивает беэ блокирующего сигнала), для того чтобы исключить повторное возникновение импульса на выходе формирователя 8, после прекращения импульса на выходе формирователя 8.

В качестве формирователя 7 можно использовать одновибратор с запускающим входом, соединенныи с выходом элемента 5 и блокирующим входом, соединенным с выходом формирователя

8. При поступлении положительного импульса на блокирующий вход потея- . циал на выходе одновибраторв обраща.ется в ноль.

В режиме замораживанчя результата измерения после приведения устройства в исходное состояние. переключатель !3 устанавливается в положение, когда его контакты 9 и t1 соединены между собой. Работа устройства при измерении потенциала осуществляется аналогично его работе в режиме игно венного измерения. Однако, поскольку выход формирователя 7 отключен от электрода 19, приведение слоя 18 в

Формула и э о б р е т е н и я

Таким образом, sa -счет введения усилителя 3 и переключателя 13 и их связей обеспечивается возможность ! отличать результат измерения, полуСоставитель В. Дворкин

Редактор И. Сегляник Техред И.Ходаиич Корректор А. Луговая;„.

Заказ 2442 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

12 исходное состояние после измерения не производится, не производится также сброс блока 15 индикации в ноль, что и означает.замораживание результата измерения. При необходимости оператор переводит переключатель 13 в положение с соединенными контактами 9 и. 12, что приводит к подаче напряжения с шины 16„ на слой 18 и

его установке s исходное. состояние.

При этом происходит формирование отрицательного импульса на входе усилителей 2 и 3 и .срабатывание элементов 3би 8..

В результате иа выходе формирователя 8 формируется положительный импульс,. сбрасывающий блок 15 в ноль.

Однако, формирование отрицательного импульса на входах усилителей 2 и 3, и сброс от него через элементы 3,6 и

8 блока 15 происходит только тогда, когда до этого при измерении потенциала (контакты 9 и 11 соединены) ,слой 18 переполяризовался в ссстояние с вектором поляризации, перпен" дикулярным поверхности пластины 17..

Если же измерения не произошло, слой 18 не переполяризовался первый раэ, а результат в регистр. 14 записался, например, от помехи,,непосредственно на входе усилителя 2, преобразователя 4 или регистра .14, то при соединении контактов 9 н 12 переключателя 1.3 не произойдет вторая переполяриэация слоя .18, сброс показаний блока 15 в ноль не будет обеспечен, что свидетельствует о недостоверности результата контроля.

87О58 6 чеппый от действия помехи, от истинного реэуиьтатта, что повышает достоверность контроля.

Устройство для контроля параметров электрических схем,,содержащее щуп, соединенный первым входом с об10 щей шиной устройства, вторым выходом с входом .неинвертнрующего усилителя, соединенного восходом через аналого-цифровой преобразователь с . информационными входами- буферного

15 регистра, соединенного синхровходом с выходом первого формирователя им- пульсов, соединенного блокирующим входом через второй формирователь импульсов с выходом первого элемеи20 та задержки, а запускающим входом через второй элемент задержки с выходом неинвертирующего усилителя; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью повышения достоверности контро"

25 ля путем исключения влияния помех, возникающих в устройстве, на результат контроля, в устройство введены переключатель и инвертирующий усили: тель, причем переключающий контакт

30 переключателя соединен с третьим выходом щупа, первый замыкающий контакт с выходом первого формирователя импульсов, второй замыкающий контакт — с общей шиной устройства, тре» тий замыкающий контакт — с шиной питания устройства, а выход второго формирователя импульсов соединен с входом сброса блока индикации, инфор-мационные входы которого соединены

40 с выходами буферного регисура,второй выход à через инвертирующий усилитель соединен с входом второго эле-. мента задержки.