Устройство для измерения номиналов электрических цепей

 

Относится к контрольно-измерительной технике для измерения параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей, входящих в состав печатных плат и узлов. Устройство для измерения номиналов электрических цепей содержит N блоков воздействия 1, N + K блоков измерения 2, N групп клемм из трех клемм и K групп клемм из двух клемм для подключения измеряемой электрической цепи 6, где N = 1, 2 ..., K = 0, 1, 2 ..., адаптер 3, интерфейс 4 и микро ЭВМ 5, каждый блок воздействия содержит источник испытательного воздействия 7, операционный усилитель 8, первый и второй ключи 9, 10, каждый блок измерения содержит первый, второй, третий и четвертый ключи 11, 12, 13, 14, первый и второй операционные усилители 15, 16, первый и второй образцовые элементы 17, 18, первый и второй узлы измерения 19, 20, причем управляющий вход источника испытательного воздействия 7 и управляющие выводы первого и второго ключей 9, 10 являются соответственно первым, вторым, третьим входами блока воздействия 2, выходом которого является второй вывод второго ключа 10; управляющие выводы первого, второго, третьего, четвертого ключей 11, 12, 13, 14 и объединенные управляющие входы первого и второго узлов измерения 19, 20 являются соответственно третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами блока измерения, первым и вторым входами которого являются первый вывод второго ключа 12 и объединенные первые выводы третьего и четвертого ключей 13, 14, а выходы первого и второго узлов измерения 19, 20 являются соответственно первым и вторым выходами блока измерения. 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных измерительных системах для измерения параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивностей, входящих в состав печатных плат и узлов.

Известно устройство для измерения номиналов электрических цепей, содержащее источник опорного напряжения, первый резистор, соединенный с входом первого операционного усилителя, первый ключ, один из выводов которого соединен с первой клеммой для подключения измеряемой электрической цепи, вторая клемма через второй ключ соединена с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а третья клемма через третий и четвертый ключи соединена с общей шиной и неинвертирующим входом первого операционного усилителя соответственно, один из входов блока измерений соединен с выходом первого операционного усилителя, пятый и шестой ключи, второй операционный усилитель, четыре образцовых резистора, повторитель напряжения, причем вторая клемма для подключения измеряемой цепи через пятый ключ соединена с вторым входом блока измерений и вторым выводом первого резистора, вход повторителя напряжения соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, а выход через последовательно соединенные четвертый и пятый образцовые резисторы соединен с общей шиной, общий вывод которых соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого через последовательно соединенные первый и шестой ключи, третий образцовый резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, который через второй образцовый резистор соединен с выходом источника опорного напряжения [1] Недостатком известного устройства является низкая точность измерения и низкое быстродействие устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для измерения номиналов электрических цепей, содержащее первый операционный усилитель, источник опорного напряжения, выход которого через образцовый резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, блок измерения, первую, вторую и третью клеммы для подключения измеряемой электрической цепи и шесть ключей, первый и второй ключи соединены с первой клеммой, третий подключен к второй клемме, четвертый и пятый соединены с третьей клеммой, а шестой с второй клеммой для подключения измеряемой электрической цепи, дифференциальный усилитель, причем вход второго операционного усилителя соединен с вторым ключом, неинвертирующий вход подключен к общей шине, а инвертирующий вход подключен к третьему ключу, четвертый и пятый ключи соединены соответственно с выходом и инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шестому ключу и инвертирующему входу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через первый ключ соединен с первой клеммой для подключения измеряемой электрической цепи, а выход подключен к входу блока измерения [2] Недостатком известного устройства является низкое быстродействие устройства, определяемое возможностью одновременного измерения только одного двухполюсника измеряемой цепи за один такт измерения.

Изобретение решает задачу повышения быстродействия устройства путем одновременного измерения 2(N + K) двухполюсников измеряемой цепи за один такт ее измерения.

Это достигается тем, что в устройства для измерения номиналов электрических цепей, содержащее блок воздействия, блок измерения, группу клемм из трех клемм для подключения измеряемой электрической цепи, первый, второй входы блока измерения и выход блока воздействия, подключены соответственно к первой, второй и третьей клеммам группы клемм для подключения измеряемой электрической цепи, причем блок воздействия содержит источник испытательного воздействия, два ключа и операционный усилитель, инвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод второго ключа является выходом блока воздействия, блок измерения содержит узел измерения, четыре ключа и два операционных усилителя, вторые выводы второго и четвертого ключей соединены соответственно с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, вход первого операционного усилителя соединен с первым входом узла измерения, первый вывод второго ключа и объединенные первые выводы третьего и четвертого ключей являются соответственно первым и вторым входами блока измерения, введены N-1 блоков воздействия, N + K 1 блоков измерения, N-1 групп клеммы из трех клемм и K групп клемм из двух клемм для подключения измеряемой электрической цепи, где N 1, 2, 3, K 0, 1 адаптер, интерфейс и микроЭВМ, первые, вторые входы N-1 блоков измерения и выходы N-1 блоков воздействия подключены соответственно к первым, вторым и третьим клеммам N-1 группы клемм, первые и вторые входы K блоков измерения подключены соответственно к первым и вторым клеммам K групп клемм, в каждом блоке воздействия выход источника испытательного воздействия соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод первого ключа соединен с вторым выводом второго ключа, при этом управляющий вход источника испытательного воздействия и управляющие выводы первого и второго ключей являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока воздействия, в каждый блок измерения введены второй узел измерения, два образцовых элемента, первый вывод первого ключа соединен с первым выводом второго ключа, второй вывод соединен с вторым входом узла измерения и первым выводом первого образцового элемента, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя, второй вывод третьего ключа соединен с первым выводом второго образцового элемента и вторым входом второго узла измерения, первый вход которого подключен к выходу второго операционного усилителя и к второму выводу второго образцового элемента, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены с общей шиной, управляющие выводы первого, второго, третьего и четвертого ключей и объединенные управляющие входы первого и второго узлов измерения блока измерения являются соответственно третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами блока измерения, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого и второго узлов измерения, причем первый, второй, третий входы N блоков воздействия и третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой входы N + K блоков измерения являются шиной сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к первым и вторым выходам N+K блоков измерения, а входы-выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволяет установить, что не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, предлагаемое устройство для измерения номиналов электрических цепей соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Предлагаемое устройство для измерения номиналов электрических цепей отличается от прототипа наличие новых блоков, и именно: введены N-T блоков воздействия, N + K -I блоков измерения, N -I групп клеммы из трех клемм и K групп клемм из двух клемм для подключения измеренной электрической цепи, где N 1, 2, 3, E 0,1, адаптер, интерфейс и микроЭВМ, иным выполнением блока воздействия, а именно: выход источника испытательного воздействия соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод первого ключа соединен с вторым выводом второго ключа, при этом управляющий вход источника испытательного воздействия и управляющие выводы первого и второго ключей являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока воздействия, иным выполнением блока измерения, а именно: введены второй узел измерения, два образцовых элемента, первый вывод первого ключа соединен с первым выводом второго ключа, второй вывод соединен с вторым входом узла измерения и первым выводом первого образцового элемента, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя, второй вывод третьего ключа соединен с первым выводом второго образцового элемента и вторым входом второго узла измерения, первый вход которого подключен к выходу второго операционного усилителя и к второму выводу второго образцового элемента, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены с общей шиной, управляющие выводы, первого, второго, третьего и четвертого ключей и объединенные управляющие входы первого и второго узлов измерения блока измерения являются соответственно третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами блока измерения, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого и второго узлов измерения и соединение элементов схемы предлагаемым образом, а именно: первые, вторые входы N-I блоков измерения и выходы N-I блоков воздействия подключены соответственно к первым, вторым и третьим клеммам N-T групп клемм, первые и вторые входы K блоков измерения подключения соответственно к первым и вторым клеммам K групп клемм, первый, второй, третий входы N блоков воздействия и третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой входы N + K блоков измерения являются шиной сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к первым и вторым выходом N + K блоков измерения, в входы выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ, обеспечивает повышение быстродействия устройства при измерении номиналов электрических цепей путем одновременного измерения 2 (N + K) двухполюсников за один такт измерения, а также повышение быстродействия устройства при контроле разобщенности электрических цепей (отсутствие коротких замыканий).

Сведение об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого технического решения, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое устройство для измерения номиналов электрических цепей соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения номиналов электрических цепей; на фиг.2 функциональная схема адаптера устройства; на фиг.3 принципиальная схема измеряемой электрической цепи (пример).

Устройство для измерения номиналов электрической цепи содержит N блоков 1 воздействия, N + K блоков 2 измерения, адаптер 3, интерфейс 4, микроЭВМ 5, Измеряемую электрическую цепь 6.

Блок 1 воздействия содержит источник 7 испытательного воздействия, операционный усилитель 8, первый и второй ключи 9, 10.

Управляющий вход источника 7 испытательного воздействия является первым входом блока 1 воздействия, а выход соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 8. Инвертирующий вход и выход операционного усилителя 8 через первый и второй ключи 9, 10 объединены и являются выходом блока 1 воздействия. Управляющие выводы первого и второго ключей 9, 10 являются вторым и третьим входами блоками 1 воздействия.

Блок 2 измерения содержит первый, второй, третий и четвертый ключи 11, 12, 13, 14, первый и второй операционные усилители 15, 16, первый и второй образцовые элементы 17, 18, первый и второй узлы 19, 20 измерения.

Первым входом блока 2 измерения является первый вывод первого ключа 11, второй вывод которого соединен с первым выводом перовго образцового элемента 17, с вторым входом первого узла 19 измерения и через второй ключ 12 соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя 15. Выход первого операционного усилителя 15 соединен с вторым выводом первого образцового элемента 17 и первым входом первого узла 19 измерения. Второй вход блока 2 измерения через третий ключ 13 соединен с первым выводом второго образцового элемента 18, с вторым входом второго узла 20 измерения и через четвертый ключ 14 соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя 16. Выход второго операционного усилителя 16 соединен с вторым выводом второго образцового элемента 18 и первым входом второго узла 20 измерения. Неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей 15, 16 соединены с общей шиной. Управляющие выводы, первого, второго, третьего и четвертого ключей 11, 12, 13, 14 являются соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока 2 измерения, управляющие входы первого и второго узлов 19, 20 измерения объединены и являются седьмым входом блока 2 измерения. Информационные выходы первого и второго узлов 19, 20 измерения являются соответственно первыми и вторыми информационными выходами блока 2 измерения.

Выходы 1, 2, N блоков 1 воздействия подключены к входным клеммам 1/3, N-1/3, N/3 измеряемой электрической цепи 6. Выходные клеммы 1/1, N-1/1, N/1, N + K-1/1, N + K/1, 1/2, N-1/2, N/2, N + K-1/2, N + K/2 измеряемой электрической цепи 6 подключены соответственно к первым и вторым входом 1,2. N + K блоков 2 измерения.

Первые и вторые информационные выходы 1,2, N + K блоков 2 измерения соединены с соответствующими информационными входами адаптера 3. Вход/выход адаптера 3 через интерфейс 4 соединен с микроЭВМ. Выходы адаптера 3 подключены к шине сигналов управления и соединены с первыми, вторыми и третьими входами 1, 2, N блоков 1 воздействия и третьими, четвертыми, пятыми, шестыми и седьмыми входами 1, 2, N + K блоков 2 измерения.

Источник 7 испытательного воздействия предназначен для формирования тестовых воздействий на точку подключения измеряемой электрической цепи 6. Источник 7 испытательного воздействия может быть выполнен на базе источника опорного напряжения или источника двуполярного напряжения или источника синусоидального сигнала или источника пилообразного напряжения. Конкретный выбор определяется типом образцового элемента и выполнением узла измерения. В частности, источник 7 испытательного воздействия выполняется на базе источника двуполярного напряжения при использовании емкости в качестве образцового элемента при выполнении узла измерения аналогично [3] или на базе источника пилообразного напряжения или источника прямоугольных импульсов при использовании резистора в качестве образцового элемента при выполнении узла измерения аналогично [4] или на базе источника синусоидального напряжения при использовании резистора в качестве образцового элемента при выполнении узла измерения аналогично [5] Управляющий сигнал источника 7 испытательного воздействия предназначен для переключения полярности напряжения воздействия источника.

Узлы 19, 20 измерения однотипны и предназначены для измерения и преобразования напряжений в двоичные коды, эквивалентных параметров измеряемой электрической цепи и выделяемых на образцовых элементах 17, 18 при подаче испытательного воздействия на измеряемую цепь. Управляющие сигналы узлов измерения предназначены для выбора измеряемого параметра и синхронизации измерения. Узлы 19, 20 измерения могут быть выполнены на базе аналого-цифровых преобразователей, элементов выборки-хранения, амплитудных детекторов, коммутаторов и логических элементов И, НЕ (аналогично [4]).

Адаптер 3 предназначен для осуществления передач данных управления от микроЭВМ и данных измерения в микроЭВМ через интерфейс 4.

Адаптер 3 содержит магистральные приемо-передатчики 21, регистра адреса 22, дешифратор 23 выборки, дешифратор 24 вывода, N + K регистров 25 управления, N + K буферных регистра 26, пять элементов ИЛИ-НЕ 27, 28, 29, 30, 31, шину 32 данных адреса, сигнальную шину 33, N + K шин 34 входных данных, N + K шин 35 выходных данных.

Шина 32 данных через магистральные приемо-передатчики 21 подключены к входам регистра адреса 22, входам регистров 25 управления 25/1, 25/N + K и к выходам буферных регистров 26/1, 26/N + K. Выходы регистра 22 адреса соединены с входами дешифратора 23 выборки и дешифратора 24 выхода. Выходы дешифратора 23 выборки соединены с синхронизирующими входами регистров 25/1, 25/N + K управления. Выходы дешифратора 24 вывода соединены с входами разрешения выходов регистров 26/1, 26/N + K. Сигналы КВУН, СИАН, КСбросН сигнальной шины 33 через элементы ИЛИ-НЕ 27, 28, 29 подключены к входам управления регистра 22 адреса. Сигнал КВывод сигнальной шины 33 через элемент ИЛИ-НЕ 30 подключен к входу разрешения дешифратора 23 выборки. Сигнал КВвод сигнальной шины 33 через элемент ИЛИ-НЕ 31 подключен к входу разрешения дешифратора 24 вывода. Шины 34 входных данных подключены к соответствующим информационным входам буферных регистров 26. Выходы регистров управления 25/1, 25/N + K подключены к шине 35 выходных данных.

Интерфейс 4 предназначен для обеспечения информационной и электрической совместимости N блоков 1 воздействия и N + K блоков 2 измерения с микроЭВМ 5 через адаптер 3. В качестве интерфейса 4 может быть использован межмодульный параллельный интерфейс МПИ.

МикроЭВМ представляет собой стандартную микроЭВМ с внешней памятью для хранения данных о характере и величине измеряемых цепей.

Измеряемая электрическая цепь 6 приводится в виде примерной электрической цепи, приближающейся наиболее плотно к реальной электрической цепи возможными соединениями двухполюсников. Примерная электрическая цепь содержит группу 42 входных клемм 1/3, N-1/3, N/3, группу 43 выходных клемм 1/1, N-1/1, N/1, N + К 1/1, N + K/1, 1/2, N 1/2, N/2, N + K 1/2, N + K/2, N + K групп двухполюсников, состоящих из первого и второго измеряемых двухполюсников 36, 38 и шунтирующего двухполюсника 37, первой группы N-1 шунтирующих элементов 39/1, 39/N-1, второй и третьей групп N + K-1 шунтирующих элементов 40/1, 40/N + K 1, 41/1, 41/N + K 1.

Примерная электрическая цепь разбивается на N группы элементарных цепей, состоящих из первого и второго измеряемых двухполюсников 36, 38, первые выводы которых объединены в общую точку подключения цепи, выведенную на одну из входных клемм 1/3, N-1/3, N/3 группы 42 клемм. При этом измеряемый двухполюсник должен осуществлять соединение одного блока 2 измерения с одним из N блоков 1 воздействия через соответствующие выходные и входные клеммы, а остальные двухполюсники, подключенные к той же выходной клемме, должны входить в состав блоков 40, 41 шунтирующих элементов. В случае, когда m двухполюсников имеют объединенную точку подключения цепи (где m>2), для их одновременного измерения электрическая цепь разбивается на m/2 групп элементарных цепей, состоящих из первого и второго измеряемых двухполюсников 36, 38, первые выводы которых объединены в общую точку подключения цепи, выведенную на одну из входных клемм 1/3, N-1/3, N/3 группы 42 клемм. Например, для пяти двухполюсников 36/N-1, 38/N-1, 36/N + K 1, 38/N+K-1 и 36/N+K, имеющих объединенную точку подключения цепи, выведенную на входную клемму N-1/1 группы 42 клемм, электрическая цепь разбивается на три группы по два двухполюсника в каждой, причем двухполюсники 36/N-1 и 38/N-1 образуют первую группу, двухполюсники 36/N+K-1 и 38/N+K-1 вторую группу, а двухполюсник 36/N+K входит в состав третьей группы клемм, второй двухполюсник 38/N+K которой входит в состав цепи, подключенной к входной клемме N/3 группы 42 клемм. Вторые выводы первых и вторых измеряемых двухполюсников 36/1, 36/N-1, 36/N, 36/N+K-1, 36/N+K, 38/1, 38/N-1, 38/N, 38/N+K-1, 38/N+K выведены на соответствующие выходные клеммы 1/1, N-1/1, N/1, N+K-1/1, N+K/1, 1/2, N-1/2, N/2, N+K-1/2, N+K-1/2 группы 43 клемм. Входные клеммы 1/3, N-1/3, N/3 группы 42 клемм имеют соединения между собой через шунтирующие элементы, входящие в блоки 39/1, 39/N-1. Соединение входных клемм 1/3, N-1/3, N/3 группы 42 клемм шунтирующими элементами блоков 38/1, 39/N-1 осуществляется в порядке возрастания номера блока, так выходная клемма 1/3 соединена с остальными входными клеммами через шунтирующие элементы, входящие в блок 39/1, а входная клемма N-1/3 соединена с входной клеммой N/3 через шунтирующий элемент, входящий в блок 39/N-1. Выходные клеммы 1/1,N-1/1, N/1,N + K-1/1, N + K/1 группы 43 клемм соединены соответственно с выходными клеммами 1/2,N-1/2, N/2,N + K/1/2, N + K/2 группы 43 клемм шунтирующими двухполюсниками 37/1,37/N-1, 37/N,37/H + K-1, 37/N + K. Кроме того выходные клеммы 1/1,N + K-1/1, N + K/1 группы 43 клемм имеют соединения между собой и с выходными клеммами 1/2,N-1/2, N/2,N + K-1/2, N + K/2 группы 43 клемм через шунтирующие элементы, входящими в блоки 40/1,40/N + K-1. Выходные клеммы 1/2,N-1/2, N/2, N + K-1/2, N + K/2 группы 43 клемм имеют соединения между собой и с выходными клеммами 1/1,N-1/1, N/1,N + K-1/1, N + K/1 группы 43 клемм через шунтирующие элементы, входящими в блоки 41/1,41/N + K-1. Соединение выходных клемм 1/,N-1/, N/1,N + K-1,/1, N + K/1, 1/2,N-1/2, N/2,N + K-1/2, N + K/2 группы 43 клемм шунтирующими элементами блоков 40,1,40/N + K-1, 41/1,41/N + K-1 осуществляется в порядке возрастания номера блока, так выходная клемма 1/1 соединена с остальными выходными клеммами через шунтирующие элементы, входящие в блок 40/1, выходная клемма 1/2 соединена с остальными выходными клеммами через шунтирующие элементы, входящие в блок 41/1, выходная клемма N + K-1/1 соединена с выходными клеммами N + K/1 и N + K/2 через шунтирующие элементы, входящие в блок 40/N + K-1, а выходная клемма N + K-1/2 соединена с выходными клеммами N + K/1 и N + K/2 через шунтирующие элементы, входящие в блок 41/N + K-1.

Общее количество измеряемых двухполюсников электрической цепи определяется выражением: S 2·(N + K) (1) где N количество групп из трех клемм для подключения двух измеряемых двухполюсников, первые выводы которых объединены и соединены с входной (третьей) клеммой, а вторые выводы соединены соответственно с выходными первой и второй клеммами; K количество групп из двух клемм для подключения вторых выводов двух изменяемых двухполюсников, первые выводы которых соединены с входной третьей клеммой одной из групп, а вторые выводы соединены соответственно с выходными первой и второй клеммами, и образованных в результате разбивки электрической цепи, к одной точке которой объединено более двух измеряемых двухполюсников.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для измерения номиналов электрических цепей осуществляет одновременное измерение 2 (N + K) измеряемых двухполюсников путем подключения N блоков 1 воздействия и N + K блоков 2 измерения к соответствующим входным и выходным клеммам измеряемой электрической цепи 6, формирования тестовых воздействий на N выходах блоков 1 воздействий, поступающих на первые выводы соответствующих измеряемых двухполюсников (входные клеммы 1/3,N-1/3, N/3 измеряемой электрической цепи 6), подачи нулевых потенциалов на вторые выходы измеряемых двухполюсников (выходные клеммы 1/1,N-1/1, N/1,N + K-1/1, N + K/1, 1/2,N-1/2, N/2,N + K-1/2, N + K/2 измеряемой электрической цепи 6) при помощи первого и второго операционных усилителей 15, 16 блока 2 измерения, в цепи отрицательной обратной связи которых соответственно включены первый, второй, третий, четвертый ключи 1, 12, 13, 14, первый и второй образцовые элементы 17, 18 блока 2 измерения, выводы которых непосредственно соединены с соответствующими входами первого и второго узлов 19, 20 измерения блока 2 измерения, одновременное измерение 2 (N + K) величин тока, протекающих через соответствующие измеряемые двухполюсники, преобразования напряжений в двоичные коды, эквивалентных параметрам, измеряемой электрической цепи и выделяемых на образцовых элементах 17, 18 при подаче тестового воздействия на измеряемую цепь, чтения, обработки и отображения результатов измерения номиналов электрических цепей.

Подключение N блоков 1 воздействия и N+ K блоков 2 измерения к соответствующим входным и выходным клеммам измеряемой электрической цепи 6, а также выбор измеряемого параметра и синхронизации измерения осуществляются путем подачи кодовой комбинации от микроЭВМ 5, поступающей по шине сигналов управления на N блоков 1 воздействия и на N + K блоков 2 измерения. Чтение N + K результатов измерения номиналов электрических цепей осуществляется микроЭВМ 5 путем подачи кодовой комбинации от микроЭВМ 5, поступающей по шине сигналов управления на N + K блоков 2 измерения через интерфейс 4 и адаптер 3.

Операционный усилитель 8 блока 1 воздействия путем включения сопротивлений первого и второго ключей 9, 10 блока 1 воздействия в цепь отрицательной обратной связи устраняет влияние на результат преобразования сопротивления первого и второго ключей 9, 10.

Первый и второй узлы 19, 20 измерения, входящие в блок 2 измерения, обеспечивают одновременность измерения двух измеряемых двухполюсников, имеющих общую точку подключения.

Разность между опорным напряжением U_оп, подаваемым на вход операционного усилителя 8 блока 1 воздействия, и выходным напряжением U₇ источника 7 испытательного воздействия блока 1 воздействия определяется формулой: где J_изм ток, протекающий через измеряемый двухполюсник;
J_ш ток, протекающий через шунтирующие элементы;
R₇ выходное сопротивление источника 7 испытательного воздействия;
U₈ выходное напряжение операционного усилителя 8;
K₈ коэффициент усиления операционного усилителя 8 (без обратной связи).

Как правило:
K8 > 100000, (3)
из чего следует, что разность dU очень мала и ею можно пренебречь и, следовательно, можно пренебречь и влиянием величин шунтирующих элементов, входящих в блоки 39/1,39/N-1.

Равенство потенциалов в точках подключения блоков 2 измерения исключает влияние на результат измерения шунтирующих элементов, включенных между этими точками подключения. При этом на выходах операционных усилителей 15, 16 блока 2 измерения формируются напряжения смещения, для компенсации которых осуществляется дополнительное измерение двухполюсников путем подачи на них испытательного воздействия обратной полярности. Изменение полярности испытательного воздействия осуществляется подачей кодовой комбинации от микроЭВМ 5, поступающей на блок 1 воздействия с управляющим сигналом для источника испытательного воздействия 7. Окончательный результат измерения двухполюсника определяется формулой:
U_х (I_изм · I_обр + dU_см) (-I_изм · R_обр + dU_см) 2 · I_изм · I_обр (4)
где I_изм ток, протекающий через измеряемый двухполюсник;
R_обр величина образцового элемента 17, 18;
dU_см напряжение смещения на выходе операционных усилителей 15, 16 блока 2 измерения.

Таким образом, 2 (N + K) блоков 2 измерения обеспечивают одновременное измерение 2 (N + K) измеряемых двухполюсников, что значительно увеличивает быстродействие устройства.

Устройство для измерения номиналов электрических цепей осуществляет также контроль разобщенности электрических цепей (отсутствие коротких замыканий) путем разбивки электрических цепей по матричной схеме, вертикальные ряды которой образованы из групп клемм для подключения электрических цепей к объединенным выходу блока 1 воздействия, первому и второму входам блока 2 измерения, а горизонтальные ряды образованы из соответствующих клемм этих групп, и контроль разобщенности вертикальных и горизонтальных рядов.

Контроль разобщенности вертикальных рядов электрических цепей осуществляется путем проверки разобщенности поочередно каждого вертикального (контролируемого) ряда с остальными вертикальными рядами. При контроле разобщенности одного вертикального ряда с остальными вертикальными рядами к клеммам вертикального (контролируемого) ряда поочередно подключают блок 1 воздействия, а к соответствующим клеммам других вертикальных рядов блок 2 измерения. При этом обнаружение гальванической связи между рядами в этом случае не требует дополнительных измерений для отыскания цепей, имеющих короткое замыкание.

Контроль разобщенности горизонтальных рядов электрических цепей осуществляется путем проверки разобщенности поочередно каждого горизонтального (контролируемого) ряда с остальными горизонтальными рядами. При контроле разобщенности одного горизонтального ряда с остальными горизонтальными рядами и клеммам горизонтального (контролируемого) ряда поочередно подключают соответствующие блоки 1 воздействия, а к клеммам двух других горизонтальных рядов соответственно первые и вторые узлы 19, 20 измерения блоков 2 измерения. При обнаружении гальванической связи между рядами отыскания цепей, имеющих короткое замыкание, осуществляется путем подключения блока 1 воздействия и клеммам вместо узла измерения, показавшего короткое замыкание, и блоков 2 измерения вместо блоков 1 воздействия, объединенных в горизонтальный ряд. Таким образом, устройство для измерения номиналов электрических цепей позволяет за одно измерение отыскивать цепи, имеющие короткое замыкание.

Управление, обработка и отображение результатов контроля осуществляются микроЭВМ 5.

Формула изобретения

Устройство для измерения номиналов электрических цепей, содержащее блок воздействия, блок измерения, группу клемм из трех клемм для подключения измеряемой электрической цепи, первый и второй входы блока измерения и выход блока воздействия подключены соответственно к первой, второй и третьей клеммам группы клемм для подключения измеряемой электрической цепи, причем блок воздействия содержит источник испытательного воздействия, два ключа и операционный усилитель, инвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с первыми выводами первого и второго ключей, второй вывод второго ключа является выходом блока воздействия, блок измерения содержит узел измерения, четыре ключа и два операционных усилителя, вторые выводы второго и четвертого ключей соединены соответственно с инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, выход первого операционного усилителя соединен с первым входом узла измерения, первый вывод второго ключа и объединенные первые выводы третьего и четвертого ключей являются соответственно первым и вторым входами блока измерения, отличающееся тем, что в него введены N 1 блоков воздействия, N + K 1 блоков измерения, N 1 групп клемм из трех клемм и K групп клемм из двух клемм для подключения измеряемой электрической цепи, где N 1, 2, 3, K 0, 1, 2, адаптер, интерфейс и микроЭВМ, первые и вторые входы N 1 блоков измерения и выходы N 1 блоков воздействия подключены соответственно к первым, вторым и третьим клеммам N 1 групп клемм, первые и вторые входы K блоков измерения подключены соответственно к первым и вторым клеммам K групп клемм, в каждом блоке воздействия выход источника испытательного воздействия соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, второй вывод первого ключа соединен с вторым выводом второго ключа, при этом управляющий вход источника испытательного воздействия и управляющие выводы первого и второго ключей являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока воздействия, в каждый блок измерения введены второй узел измерения, два образцовых элемента, первый вывод первого ключа соединен с первым выводом второго ключа, второй вывод с вторым входом узла измерения и первым выводом первого образцового элемента, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя, второй вывод третьего ключа с первым выводом второго образцового элемента и вторым входом второго узла измерения, первый вход которого подключен к выходу второго операционного усилителя и к второму выводу второго образцового элемента, неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены с общей шиной, управляющие выводы первого четвертого ключей и объединенные управляющие входы первого и второго узлов измерения блока измерения являются соответственно третьим седьмым входами блока измерения, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого и второго узлов измерения, причем первый, второй и третий входы N блоков воздействия и третий седьмой входы N + K блоков измерения являются шиной сигналов управления и подключены к выходам адаптера, входы которого подключены к первым и вторым выходам N + K блоков измерения, а входы-выходы адаптера подключены к интерфейсу, входы-выходы которого подключены к микроЭВМ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3