Измеритель коэффициента передачи делителя напряжения

 

Изобретение может быть использовано для допускового контроля резисторов при серийном производстве. Цель изобретения - повышение точности измерения достигается за счет исключения зависимости конечного результата от величины коэффициента преобразования переменного напряжения в постоянное. Для этого в устройстве сигнальный вход первого делителя 2 напряжения соединен с вторым входом источника 1 опорного напряжения, а его нулевой вход - с выходом второго коммутатора 14. Кроме того, устройство содержит второй делитель 3 напряжения, буферный усилитель 4, первый 5, второй 6 и третий 7 формирователи импульсов, делитель 8 частоты, который управляет первым 13 и вторым 14 коммутаторами. Выход второго делителя 3 напряжения через последовательно соединенные преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь 10, а также первый 11 и второй 12 числовые регистры подключен к входам делителя 15 кодов, к выходу которого подключен регистрирующий блок. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/28

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

II

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682434/21 (22) 20.04.89 (46) 30.07.91. Бюл. М 28 (72) P.Ë.Ãðèãîðüÿí, В.Ф.Егоров и С.В,Федорченко (53) 621.317,75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1174875, кл. G 01 R 27/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1308944, кл, G 01 R 27/28, 1986. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для допускового контроля резисторов при серийном производстве, Цель изобретения — повышение точности измерения достигается эа счет исключения зависимости конечного результата от величины коэффициента и реобразования переменно. Ю 1666977 А1 го напряжения в постоянное. Для этого в устройстве сигнальный вход первого делителя 2 напряжения соединен с вторым входом источника 1 опорного напряжения, а его нулевой вход — с выходом второго коммутатора 14. Кроме того, устройство содержит второй делитель 3 напряжения, буферный усилитель 4. первый 5, второй 6 и третий 7 формирователи импульсов, делитель 8 частоты, который управляет первым

13 и вторым 14 коммутаторами. Выход второго делителя 3 напряжения через последовательно соединенные преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь 10, а также первый 11 и второй 12 числовые регистры подключен к входам делителя 15 кодов. к выходу которого подключен регистрирующий блок. 1 ил, 1666977

15

55

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники и может быть использовано для допускового контроля резисторов при серийном производстве.

Целью изобретения является повышение точности измерения эа счет исключения зависимости коэффициента передачи от величины коэффициента преобразования переменного напряжения в постоянное, На чертеже представлена схема измерителя коэффициента передачи делителя напряжения.

Измеритель коэффициента передачи делителя напряжения содержит источник 1 опорного напряжения, первый 2 и второй 3 делители напряжения, буферный усилитель

4, первый 5, второй 6 и третий 7 формирователи импульсов, делитель 8 частоты, преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый 11 и второй 12 числовые регистры, первый 13 и второй 14 коммутаторы, делитель 15 кодов и регистрирующий блок 16.

Первый выход источника 1 опорного напряжения соединен с общей шиной устройства, а второй выход — co вторым аналоговым входом коммутатора 14 и сигнальным входом делителя 2 напряжения.

Нулевой вход делителя 2 напряжения соединен с выходом коммутатора 14, а его выход — с входом буферного усилителя 4.

Выход усилителя 4 через первый формирователь импульсов 5 соединен с тактовым входом делителя частоты 8, первым аналоговым входом коммутатора 13 и сигнальным входом делителя 3 напряжения.

Нулевой вход делителя напряжения 3 соединен с выходом первого коммутатора

13, а выход через последовательно соединенные преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное и АЦП 10 соединен с информационными входами числовых регистров 11 и 12. Взаимоинверсные первый и второй выходы делителя частоты 8 соединены с управляющими входами коммутаторов 14 и 13 и входами второго 6 и третьего

7 формирователей импульсов, Выходы формирователей 7 и 6 соединены с тактовыми входами числовых регистров 11 и 12. выходы которых соединены с делителем 15 кода, выход которого соединен с входом регистрирующего блока 16.

Второй аналоговый вход коммутатора

13 и первый аналоговый вход коммутатора

14 соединены с общей шиной устройства.

Источник 1 опорного напряжения предназначен для выдачи опорного переменного напряжения. Формирователи 5-7 импульсов служат для формирования тактовых импульсов. Делитель 8 частоты предназначен для выдачи управляющих сигналов на коммутаторы 13 и 14 и формирователи 6,7 импульсов. Он может быть выполнен из счетчика-делителя на 10, тактируемого импульсами с выхода формирователя 5 импульсов, и триггера, тактируемого импульсами с выхода этого счетчика-делителя. Числовые регистры 11 и

12 служат для хранения цифровых кодов, формируемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 10. Делители 2 и 3 предназначены для уменьшения уровня напряжения с выходов источника 1 напряжения и буферного усилителя 4. Буферный усилитель 4 предназначен для согласования работы делителя 2 напряжения с другими узлами устройства. Он представляет собой операционный усилитель, включенный по схеме усилителя с единичным коэффициентом усиления. Коммутатор 14 служит для подключения нулевого входа делителя 2 напряжения либо к выходу источника 1 опорного напряжения, либо к общей шине. Коммутатор 13 предназначен для соединения нулевого входа делителя 3 напряжения либо с общей шиной, либо с выходом буферного усилителя 4, Преобразователь 9 предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное, а АЦП 10 — для преобразования этого постоянного напряжения в цифровой код. Делитель 15 кодов служит для осуществления арифметической операции деления кодов, хранящихся в числовых регистрах 11 и 12. Регистрирующий блок 16 служит для хранения и визуального отображения результирующего кода на выходе делителя 15 кодов.

Измеритель коэффициента передачи делителя напряжения работает следующим образом.

В исходном состоянии нулевой вход делителя напряжения 2 через коммутатор 14 соединен с общей шиной, а нулевой вход делителя 3 напряжения через коммутатор

13 — с выходом буферного усилителя 4.

В первом такте переменное испытательное напряжение Ои со второго выхода источника 1 опорного напряжения поступает на сигнальный вход делителя 2 напряжения, на выходе которого формируется напряжение Uq<, равное

Zex1 R2 и,1 = и,— — — „. (1) где Zexi — входное сопротивление буферного усилителя 4;

R),R2 — сопротивления резисторов делителя 2 напряжения;

)666977

U — испытательное напряжение источника 1 опорно о напряжения.

Б буферном усилителе 4 напряжение

Uel уСИЛИВаЕтея На ВЕЛИЧИНУ КОЭффИцИЕНта усиления Ky=-1. С выхода усилителя 4 напряжение Uy поступает на сигнальный вход делителя 3 напряжения, на выходе которого формируется напряжение

Zvл2 (R1 + К2

Zex2 (R! + К2) + Rl К2

Zex1 R2

Zex 1R1 + R2 + R1 Rz вх2 (R I + К2 х

-Z„xz (R1 + К2) + Rl К2 (2) ! где К! Rz — сопротивления резисторов делителя 3 напряжения.

В преобразователе 9 напряжение Ugz преобразуется в постоянное напряжение

Un1, равное

2вх! К2

О о! = Ug2 Kn =- Од = — — — --- — . x

Zsx1 (R1 + Rz) + К! Rz

К Zex2 (RI + R2) вх2 (R l + Rg + К R.) где К вЂ” коэффициент преобразования переменного напряжения в постоянное преобразователя 9;

Ку — коэффициент усиления буферного усилителя 4.

В АЦП 10 напряжение Un! преобразуется в двоичный код Nl, эквивалентный напряжЕНИЮ Unl. И ПОДаЕтСЯ На ИНфОРМаЦИОННЫЕ входы числовых регистров 11 и l2. Первый такт длится 10 периодов следования U«.

Из напряжения Uy, имеюще! ося на выходе буферного усилителя 4, формирователь 5 импульсов вырабатывает импульсы с частотой сп дования U,, которые поступают затем на тактовый вход делителя 8 частоты

Делитель 8 частоты делит частоту полученных импульсов на 10, после чего уровни сигналов на взаи лоиноерсних (первом и втором) выходах делителя 8 частоты меняются на противоположные.

При этом формирователь 6 импульсов вырабатывает импульс, который записывает в числовом ремис! ре 12 (по его тактовому входу) код Nl, поступающий с АЦП 10. Одновременно с второго и первого выходов делителя 8 частоты сигналы поступают на управляющие входы коммутаторов 13 и 14 и переключают их в состояние второго такта.

Во втором такте нулевой вход делителя

2 напряжения через коммутатор 13 соединен со вторым оыходо л источника 1 опорного напряжения, а нулевой вход делителя 3 напряжения чгрез коммута тор 1 : — c оГ ..1е

На выходе делителя 2 напряжеHèq форI лируегся напряжение U<1!. равное

Ug1 =- Оя — — — — — -- — . — - — - - — (4)

Zex1 (К1 К2) вх! (,К! + К ) + К1 К2

В буферном усилителе 4 напряжение

О,!! УсиливаетсЯ на величинУ Ky = 1, так что на выходе усилителя 4 имеет место напряI I

10 жение Uy =Ugl Ку. НапРЯжение Uy noclyпает на сигнальный вход делителя 3 напряжения, на выходе которого напряже1 ние Ол равно

Zsx1 (К! + К2)

Оф = ΄— — --Э Zexl (R1 + Rz! + Кl R2 к К„ -- К (5)

Z»z (К + К)) + К) RJ

В преобразователе 9 переменного наl

20 пряжения в постоянное напряжение Ugz преобразуется в постоянное напряжение

О,г, равное вх! (Кl + R - )

Оп2 Ои

Zexl (R1 + К2) + Rl Rz

Zex2 R2

2вх2 (К! + К2) Кl К2

25 (6) В АЦП 10 напряжение Ооз преобразуется в код Nz. Второй такт длится также 10 периодов следования Ue, после чего аналогично первому такту на выходах делителя 8 частоты снова меняются уровни сигналов на противоположные. cDормирователь 7 импульсов вырабатывает импульс. который за33 писывает flo тактовому входу в числовом регистре 11 код Nz, поступающий из АЦП 10.

При этом коммутаторы 13 и 14 переключаются в состояние первого такта.

Записанные в первом и в!ором тактах в регистрах 12 и 11 коды N u Nz поступают на входы делителя 15 кодов, где осуществляется арифметическая операция вь!числения результирующего кода N осего измерения

45 по формуле

N =- N1/N2, (7) где Nl, Nz — результирующие коды 1 и 2 тактов измерения.

Код N подается на регистрирующий блок 16, где отображается в удобном для оператора виде (например. в ниде цифровой информации).

Полученный код N эквивалентен отношению напряжений Un!/О; и равен

Un 1 Un Zsx К2 Ку — -- х

Un2 Zexl (Кl + R ) + Кl К2

2вх2 (Rl + К2) К х

1 I х

Zeх2 (R1 + R2) + R1 К2

1666977

R1+ R2

К=N К !

Формула изобретения

Измеритель коэффициента передачи делителя напряжения, содержащий источник опорного напряжения, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, второй выход — с вторым аналоговым входом второго коммутатора, первый делитель напряжения, выход которого соединен

Составитель Н.Михалев

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор Н.Коляда

Заказ 2520 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2вх2 R2 Кп

1 1

„R1+ R2 К (8)

R2 где К,К вЂ” коэффициенты передачи делителей напряжения 2 и 3.

Иэ выражения (8) видно, что на конечный результирующий код не оказывают влияние входные сопротивления ZB > (буферного усилителя 4) и Z!!x2 (преобразователя 9 переменного напряжения в постоянное), а также коэффициент усиления Ку (буферного усилителя 4) и коэффициент преобразования Кл переменного напряжения в постоянное (преобразователя 9).

Если делитель 3 напряжения с коэффиI циентом передачи К принять за эталонный, то коэффициент К исследуемого делителя напряжения 2 можно определить из выражения с входом буферного усилителя, выход которого соединен с первым аналоговым входом первого коммутатора, сигнальным входом второго делителя напряжения и через пер5 вый формирователь импульсов с тактовым входом делителя частоты, нулевой вход второго делителя напряжения соединен с выходом первого коммутатора, выход второго делителя напряжения через последователь10 но соединенные преобразователь переменного напряжения в постоянное и аналого-цифровой преобразователь соединен с информационными входами первого и второго числовых регистров, взаимоин15 версные первый и второй выходы делителя частоты соединены с управляющими входами второго и первого коммутаторов и входами второго и третьего формирователей импульсов, выходы которых соединены с

20 тактовыми входами второго и первого числовых регистров, выходы которых соединены с входами делителя кодов, выход которого соединен с входом регистрирующего блока. причем второй аналоговый вход

25 первого коммутатора и первый аналоговый вход второго коммутатора соединены с общей шиной устройства, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, сигнальный вход первого дели30 теля напряжения соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, а его нулевой вход — с выходом второго коммутатора,