Цифровое измерительное устройство

Союз Советских Сочи алистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 312 ви(22) Заявлено 14.06.76 (21)2372134/18-2 51) М. Кл. Н 03 К 13/2 Гасударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий(45) Дата опубликования описания 22, АЗ, "т 3(72) Автор изобретени М. М, Гель Заявитель ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО(43) Опубликовано 15,04.7 1Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных приборах и устройствах для измерений сигналов в широком диапазоне уровней.Известно цифровое измерительное устройст во (ЦИУ), работающее на принципе линейного динамического уравновешивания с преобразованием измеряемой величины в промежуточный параметр, например цифровые вольтметры с промежуточным преобразованием напряжения во временной интервал или частоту, содержащие опорный и измерительный нуль-орган, опорный генератор и блоки индикации 1.Недостатком известного ЦИУ является сравнительно невысокая скорость измерений;Известно устройство автоматического выбора пределов измерений, построенное по принципу амплитудного анализатора, содержащее несколько анализаторов, формирующих сигналы в соответствии со значением измеряемой величины, этими сигналами переключают ступени входного делителя прибора, либо изменя ют параметры уравновешивающего сигнала, например длительность напряжения уравновешивания или частоту генератора образцовой частоты в приборах с преобразованием измеряемой величины в кодированный временной интервал 2. Недостатком известного устройства является дрейф порога срабатывания анализаторов, который влияет на устойчивость границ пределов измерений, а кроме того, требуется дополнительное время на выбор предела,Целью изобретения является повышение быстродействия измерения в широком диапазо-. не изменения уровня входной измеряемой величины.Поставленная цель достигается тем, что в цифровое измерительное устройство, содержащее генератор линейно-изменяющегося сигнала, опорный нуль-орган, измеритель промежуточного параметра, к выходу которого подключен блок индикации, нуль-орган сравнения, при этом вход опорного нуль-органа и один из входов нуль-органа сравнения соединены с выходом генератора линейно-изменяющегося сигнала, другой вход нуль-органа сравнения подключен к входному зажиму, а выход опорного нуль-органа подключен к одному из входов измерителя промежуточного параметра, введены дополнительные нуль-органы, входной делитель,. ключи, элемент ИЛИ, триггер и регистр кода, при этом входной делитель подключен между входным зажимом устройства и общей шиной дополнительные нуль-органы одними входами подключены к соответствующим выходам входного делителя и другими входами к выходу14 с входными сигналами нуль-органов первым импульс равенства сигналов поступает от того из нуль-органов, сигнал ца входе которого наиболее близок по величине к максимальному значению уравновешивающего сигнала, но, естественно, не превышает его. Указанный импульс равенства соответствует, например, (в случае, если промежуточный параметр преобразования - время) началу временного интервала. Этот импульс передается через открытый ключ в цепи соответствующего нуль-органа и элемент ИЛИ 10 на вход измерителя 12 и одновременно переключает триггер 11, выходной сигнал которого закрывает ключи на выходе всех остальных нуль-органов.Таким образом блокируются цепи передачи выходных импульсов нуль-органов по мере их формирования в процессе дальнейшего измене 45 50 55 60 603 генератора линейно-изменяющегося сигнала, выходы дополнительных нуль-органов через ключи соединены с входами элемента ИЛИ и регистра кодов, к другим входам которых подключен нуль-орган сравнения, выход элемента ИЛИ соединен с другим входом измерителя 5 промежуточного параметра и с первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу опорного нуль-органа, выход триггера соединен с управляющими входами ключей, а выход регистра кодов подключен к другому входу блока индикации.Функциональная схема устройства приведена на чертеже, где обозначено: 1 - входной зажим устройства, 2 - входной делитель измеряемой величины, 3 - опорный нуль-орган, 4 - нуль-орган сравнения измеряемого и уравновешивающего сигналов низшего (первого) предела, 5 - дополнительный нуль-орган с)тавнения измеряемого и уравновешивающего сигналов второго предела, 6 - дополнительный нуль-орган сравнения измеряемого и уравновешивающего сигналов наибольшего предела, 2 О 7 и 8 - ключи, 9 - параллельный регистр кода признака предела измеряемой величины с раздельными входами, 10 - многовходовый логический элемент ИЛИ, 11 - триггер, 12 -- цифровой измеритель промежуточного параметра,преобразовация, 13 - блок индикации ре 25 зультатов измерений,4 - образцовый генератор линейно-изменяющегося сигнала уравновешивания.Устройство работает следующим образом.Измеряемая величина, поступающая на зо входной зажим 1, через ступени делителя 2 передается одновременно на все нуль-органы сравнения 4, 56. Число ступеней делителя выбирают исходя из требуемого количества пределов измерений, а величины самих ступеней в соответствии с максимальным значением сигнала уравновешивания, равного величине младшего предела измерения.Триггер 11 в исходном состоянии ЦИУ обеспечивает открытое положение ключей 7, 8.Измеряемый сигнал распределяется по 40 нуль-органам сравнения в соответствии со ступенями делителя, уменьшаясь в направлении нуль-органа наибольшего из пределов. При сравнении уменьшающегося по величине сигнала уравновешивания образцового генератора 20ния сигнала уравновешивания и сравнения его с сигналами в остальных нуль-органах, Приравенстве опорного (ггулевого) и уравновешивающего сигналов нуль-орган 3 формирует импульс, соответствующий, цаггрмер, концу временного интервала, который поступает на второй вход измерителя 12. Измерение величины промежуточного параметра заканчивается и полученный результат отображается блоком 13.Одновременно блоком 13 отображается и признак предела измерений. Код признака предела измерений записывается в регистр 9. Указанный регистр выполнен, например, в виде параллельного триггерного регистра, элементы которого не соединены между собой. Каждый нуль- орган сравнения связан с отдельной ячейкой регистра, в которую записывается сигнал (например, единичный) в соответствии с импульсом сравнения, переданным в данном цикле измерения через элемент ИЛИ 10 в измеритель 12. В остальные ячейки при этом в данном цикле измерения сигналы не записываются (или записываются нулевые сигналы). Таким образом, выходной код регистра 9 только в одном из разрядов (каждьгй из которых соответствует определенному пределу измерений) содержит 1, а в остальных О.После возвращения всех блоков ЦИУ в исходное состояние цикл измерения повторяется.Устройство обеспечивает построение оптимальных характеристик по быстродействию, динамическому диапазону и точности измерений ЦИУ, исходя из возможно достижимых точност.ных параметров образцового генератора линейно-изменяющегося сигнала уравновешивания.Формула изобретенияЦифровое измерительное устройство, содержащее генератор лцнейно-изменяющегося сигнала, опорный нуль-орган, измеритель промежуточного параметра, к выходу которого подключен блок индикации, нуль-орган сравнения, вход опорного нуль-органа и один из входов нуль-органа сравнения соединены с выходом генератора линейно-изменяющегося сигнала, другой вход нуль-органа сравнения подключен к входному зажиму, а выход опорного нуль-органа подключен к одному из входов измерителя промежуточного параметра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений в широком диапазоне изменения уровня входной измеряемой величины, в него введены дополнительные нуль-органы, входной делитель, ключи, элемент ИЛИ, триггер и регистр кода, при этом входной делитель подключен между входным зажимом устройства и общей шиной, дополнительные нуль-органы одними входами подключены к соответствующим выходам входного делителя и другими входами к выходу генератора линейно-изменяющегося сигнала, выходы дополнительных нуль- органов через ключи соединены с входами элемента ИЛИ и регистра кодов, к другим входам которых подключен нуль-орган сравнения, выход элемента ИЛИ соединен с другим входом измерителя промежуточного параметра и с первым входом триггера, второй вход которогоб 03120 Редактор Н. Зайцева Заказ 1816/55 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров С СР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4подключен к выходу опорного нуль-органа, выход триггера соединен с управляющими входами ключей, а выход регистра кодов подключен к другому входу блока индикации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1. Галушкин А. И. Оперативная обработка экспериментальной информации. Энергия, 1972, с. 47 - 48.2. Хлистунов В. И. Основы цифровой электроизмерительной техники. Энергия, 1966, с, 303 - 304. Составитель Д. ГолубовичТехред О. Луговая Корректор Н. Тупица Тираж 1086 Подписное