Время-импульсный преобразователь параметров переменного тока

(19) (11) А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 00 3(51) Н 03 К 13/20 ф ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф(54) (57) ВРЕМЯИМ ВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРО содержащий анало прибор со светов ,чувствительные э циальное звено, ного временного чающий с я повышения быстро преобразования,ПУЛЬСНЫЧ ПРЕОБРАЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, говый показывающий ым указателем, Фотолементы, дифференформирователь выход- интервала, о т л и ; тем, что, с целью действия и точности в него дополнительГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Винницкий политехнический институт(прототип) но введены генератор тактовых импульсов, счетчик, регистр сдвига, управляемые ключи, причем первые электроды всех чувствительных элементов соединены с входом дифференциального звена, вторые электроды Фоточувствительных элементов через сигнальные цепи управляемых ключей соединены с нулевой шиной, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, первым входом формирователя выходного временногц интервала и первым входом счетчика, выход которого является цифровым выходом преобразователя, второй вход счетчика соединен с выходом формирователя (9 выходного временного интервала, второй вход последнего соединен с выходом дифференциального звена и со сбросовым входом регистра сдвига, выходы которого в свою очередь сое- .динены с соответствующими управляющими входами управляемых ключей.Изобретение относится к измерительной технике и может испольэовать ся при построении цифровых измерителей параметров переменного тока, а также для определения и контроля местоположения координаты светового пучка.Известно устройство для измерения координаты светового потока, содержащее полупроводниковый сканистор, источник напряжения и резистор, в котором с целью повышения точности измерения, введен .операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен первый выход сканистора и через упомянутый резистор источник напряжения, а к выходу опе рационного усилителя подключен вто-, рой выход полупроводникового сканистора 1Недостатком этого устройства явля ется то, что выходной сигнал представляет собой не код, а напряжение, т.е. необходим еще преобразователь напряжения в код для представления выходного сигнала в удобном цифровом виде. Высокое быстродействие и большая точность последнего могут быть достигнуты лишь путем применения сложных преобразователей. Проще преобразовывать координату во времен ной интервал между кратковременными импульсами с помощью времяимпульсного преобразователя ВИП, так как его можно измерять довольно просто и с высокой точностью.Известен времяимпульсный преобразователь.параметров переменного тока, содержащий аналоговый показывающий прибор со световым указателем, фоточувствительные элементы, дифференциальное звено, формирователь выходного интервала 2Недостатками известного ВИП являются высокие требования к линейности генератора линейноизменяющегося напряжения, к стабильности опорного источника, к точности подгонки резисторов делителя в сканисторе, недостаточные точность, быстродействие и функциональные воэможности.Цель изобретения. - повышение быстродействия и точности преобразования.Цель достигается тем, что время- импульсный преобразователь парамет- ров тока, содержащий аналоговый пока эывающий прибор со световым указателем, ФоточувствительнЫе элементы, дифференциальное звено, формирователь выходного временного интервала, введены генератор тактовых импульсов счетчик, регистр сдвига и управляемые ключи, причем первые электроды всех фоточувствительных элементов, соединены с входом дифференциального звена, вторые электроды фоточувствительных элементов через сигнальные цепи управляемых ключей соединеньГ с нулевой шиной, выход генератора тактовых импульсов соединен с так, товым входом регистра сдвига, первымвходом формирователя временного интервала и первым входом счетчика, выход которого является цифровым выходом преобразователя, второй входсчетчика соединен с выходом форми О рователя выходного временного интервала, второй вход последнего соединен с выходом дифференциального звена и со сбросовым входом регистрасдвига, выходы которого в свою 15 очередь соединены с соответствующими управляющими входами управляемых ключей.На чертеже показана функциональная схема времяимпульсного преобразователя параметров переменноготока,Устройство содержит аналоговыйпоказывающий прибор 1 со световымуказателем, на вход которого подается преобразуемый параметр Н, Фото.чувствительные элементы 2 4 - 2 ,освещаемые световым указателем,управляе лые транзисторные ключи3 - 3 , дифференциальное звено 4,"ЗО формирователь выходного временногоинтервала 5, счетчик б, генератор 7тактовых импульсов, регистр 8 сдвига .с тактовым входом 9, сбросовым входом10 и выходами 11, - 11 я , соединен 35 ными с соответствующимй управляющими входами управляемых транзисторных ключей 3 - 3,Устройство работает следующимобразом.4 О С помощью аналогового показывающего прибора 1 со световым указателем преобразуемый параметр П вчастном случае напряжение 0) преобразуется в координату светового ука 45 зателя Х. Световой поток от светового указателя воздействует на опреде"ленный фоточувствительный элемент,который -.определяется координатойсветового указателя. При этом сопротивление соответствующего фоточувствительного элемента 2 становится низким, уменьшается на несколько порядков по сравнению с сопротивлением неосвещенного фотоэлемента. Пусть в исходном состоянииобнулены счетчик б и регистр 8 сдвига, т.е. на выходах.11 л - 11 регист,ра 8 сдвига логические уровни соответствуют "О"-ому логическому уровню, При этогл ключи 3 - 3закрыты,60 и токи через последовательно соединенные фотоэлементы 2 - 2, и закрытые ключи Зл - 3 не текут. Навыходе дифференциального звена 4сигнала нет. При поступлении перво 65 го тактового импульса с выхода ге.ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП фПатент"г.ужгород, ул.Проектная,4нератора 7 на вход формирователя 5 последний устанавливается в нулевое состояние, а.так как его выход сое- динен с разрешающим входом счетчика 6, то тем самым разрешает про- . хождение импульсов с генератора 7 на счетный вход счетчика б, Кроме того, после подачи первого тактового импульса на выходе 11 регистра 8 сдвига появляется высокий уровень логическая "1 ф, при этом ключ 3410 замыкается. Ввиду того, что фотоэлемент 2 неосвещен скачка тока нет. При поступлении следующих импульсов замыкаются поочередно ключи Зу , 33 и т.д., сигналами с вы ходов 11 , 11 у регистра 8 сдви-, га. Счетчик 6, считает при этом количество импульсов, поступивших на его вход.После поступления Х-го импульса, 20 порядковый номер которого соответствует порядковому номеру освещенного фотоэлемента 2 л , при появле,нии высокого уровня, логической "1" на выходе 11 регистра 8 и замыкании 25 ключа 3 через фотоэлемент 2 , имею",щий низкое сопротивление, потечет ток. Скачок тока выделяет дифференциальное звено 4, сигнал с выхода которого сбрасывает регистр 8 сдвига в исходное нулевое состояние, воздействуя на вход 10 сброса, а такжеустанавливает формирователь 5 выходного временного интервала. в еди- ничное состояние, тем самым снимая разрешение с разрешающего входа счетчика 6. В этот. момент времени в счет. чике б записывается код, пропорцио,нальный координате, а тем самым и ;.входному преобразуемому параметру ПЛ л ведь количество поступивших импульсов раййяется Х. При появлении следующего тактового импульса на выходе: генератора процесс повторяется, формирователь 5 устанавливается в нулевое состояние, счетчик 6 обнуляетсяи снова готов к подсчету импульсов,Таким образом на выходе формирователя 5 формируются кратковременныеимпульсы, в момент появления которых в счетчике отображается код координаты Х. Длительность этих импульсов примерно равна периоду следования тактовых импульсов с гене"ратора 7. Период следования этихимпульсов на выходе формирователя 5или время между ними равняется Хпериодам тактовых импульсов, а именно Таким образом устройство преобразует координату Х, соответствующую входному параметру ПХ в длительность выходного временного интервала. Наряду с этим устройство имеет и цифровой выход, что расширяет его функциональные возможности. Чем больше количество фотоэлементов,тем выше точность преобразования,Предлагаемое устройство может применяться для измерения параметров переменного тока, для измерения координаты положения светового указателя, при построении различных информаыионно-измерительных систем.