Измерительное устройство с автоматическим переключением пределов измерения

АНИЕ О Союз Соаеикии Социалистичеекик Республик(22) Заявлено 070177 (21) 2441540/18-21 с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет " Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯИзобретение относится к областиэлектроники, в частности, к измерительной технике, и может быть использовано в ядерном приборостроении приизмерении напряжений, токов и частоты следования импульсов.Известен автоматический переключатель пределов измерения, которыйсодержит усилители, фиксаторы уровней и ключи 11),Недостатком этого устройства является потеря информации при переключении с одного предела измеренияна другой,, Указанному недостатку не придаютособого значения, когда измеряют процессы медленно изменяющиеся во времени.В ядерном приборостроении, в част,ности, в системах управления и защи(СУЗ) ядерных реакторов (ЯР), при измерении быстропротекаювих процессов,сравнимых с временем переключенияпределов измерения, это приводитк"пО 15тере информации о ионизирующем излучении ЯР. Последнее снижает ядернуюбезопасность эксплуатации атомнойустановки.Устраняют укаэанный недостатокобычно использованием второго измерительного устройства, которое включено параллельно первому и измеряют сигнал в момент переключения пределов измерения. Однако это влечет за собой увеличение количества электронного оборудования вдвое.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, которое содержит усилитель, последовательно соединенный срегистратором, логическую схему ипараллельно включенные между собой каскады. Количество Каскадов равно числу пределов измерения. Каждый каскад содержит. преобразователь, ключ и фиксатор уровня, выход которого подключен к логической схеме,а вход - к выходу преобразователя,управляющая цепь ключа каскада, соответствующего самому чувствительному пределу измерения,соединена с выходом фиксатора уровня. Управляющие цепи ключей остальных каскадов подключены к выходам логической схемы. Выход преобразователя каждого каскада через ключ соединен со входом усилителя (2) .Недостатком устройства является потеря информации при переключении пределов измерения. Это происходит в момент, когда ключ одного из каскадов разомкнут а ключ другого каскада еще не замкнут., Целью изобретения является устранение потери информации при переключении пределов измерения,Поставленная цель достигается темчто в измерительном устройстве с автоматическим переключением пределовизмерения, содержащем усилитель последовательно соединенный с регистратором,- логическую схему и каскады,количество которых равно числу пре Оделон измерения, при этом каскад,соответствующий самому грубому пределу измерения содержит преобразователь, например, усилитель, а все остальные каскады - упомянутый преобраэователь, ключ и Фиксатор уровня,выход которого подключен к логической схеме, а вход - к выходу преобразователя, а управляющая цепь ключакаскада, соответствующего самому чув ствительному пределу измерения, соединена с выходом Фиксатора уровня,Согласно изобретению управляющая цепьостальных ключей подключена к выходуФиксатора уровня своего каскада, кроме того нсе ключи включены через введенные в схему резисторы между выходами йреобраэователей"и последовательно между собой, а вход усилителяподключенчерез один из упомянутыхрезисторов к выходу преобразователякаскада, соответствующего самому грубому пределу измерения,На чертеже представлена структурная схема измерительного устройства 35 с автоматическим переключением, выполненная согласно данному изобретению для пяти пределов измерения.Устройство содержит последовательно соединенные усилитель 1 и регистратор 2,логическую схему 3 и пять кас кадов 4, количество которых равно числу пределов измерения. Схемно каскады 4 с первого по четвертый выполнены одинаково. Они имеют преобразователь 5, в качестве которого испольФэуется операционный усилитель, ключ б и Фиксатор уровня 7, Выход преобразователя 5 подключен ко входу фиксатора уровня 7 и через резистор 8 к ключу б. Выход фиксатора уровня 7 подключен к логической схеме 3 и управляющей цепи ключа б, Все ключи б упомянутых четырех каскадов 4, соединены последовательно между собой, Пятий каскад, соответствующий самому 55 грубому пределу измерения, имеет , также преобразователь 5 и фиксатор уровня 7, Выход преобразователя 5 сое" динен со входом Фиксатора уровня 7, а через резистор 8 с ключом б предыдущего.каскада 4 и со входом усилителя 1. Выход фиксатора уровня 7 подключен к логической схеме 3. Входы преобразователей 5 всех каскадов Ф соединены между собой и являются нходом устройства Устройство предназначено для измерения напряжений н диапазоне от 1 мВ до 100 В. Весь диапазон измерения напряжений разбит на пять пределов измерения,Быстродействующий регистратор 2 имеет шкалу от 10 мВ.(первая отсчетная точка икали) до 100 мВ (последняя отсчетная точка шкалы),.В исходном состоянии, когда входной сигнал отсутствует йли его значение не выходит за границы первого предела измерения, нсе ключи б замкнуты. Сигналы с выходов преобразователей 5 через резисторы 8 и ключи б поступают на выход усилителя 1 и с его выхода на регистратор 2, Логическая схема 3 сигнализирует об измерении на первом самом чувствительном пределе измерения,Соотношения сигналов с выходов преобразователей 5 равны кратности пределов измерения. Коэффициенты преобразования преобразователей 5 связанымежду собой следующими соотношениями:К =1 о к =1 о к =о эК =(о фк-22 Э 4 . 5где 1 ф 1 215 15 коэффициен ты преобразования;10 - кратность пределов измерения.Резисторы 8 с первого по предпоследний каскад равны между собой, а резистор 8 последнего каскада (соответствующего самому грубому пределу измерения) выбираются иэ следующего выражения;а 1 1 о+ "й- число, соответствующее номеру предела измерения.При достиженйи входным сигналом, границы первого предела измерения (последней отсчетной точки шкалы регистратора), фиксатор уровня 7 перного каскада 4 вырабатывает сигнал, который размыкает ключ б и поступает в логическую схему 3 для сигнализации второго предела измерения.Увеличение входного сигнала за границы, второго предела измерения приводит к размыканию ключа б второго каскада 4 и к сигнализации логической схемы 3 третьего предела измерения. Переход на другие, более грубые пределы измерения происходит аналогично. Переключение пределов измерения от более грубых к более чувствительным происходит замыканием ключей 6 каскадон 4, эа счет возвращения Фиксатора уровня 7 в исходное состояние, При664109 этом логическая схема 3 анализирует состояния Фиксатора уровня 7 и сигнализирует соответствующий предел измерения.Фиксатор уровня 7 каскада 4, соответствующего последнему самому грубо" му пределу измерения, служит дпя сиг нализации достижения входным сигналом верхней границы диапазона измерения 100 В)Такое выполнение устройства псзволяет устранить потерю информации при 10 переключении пределов измерения. Применение изобретения в СУЗ ЯР позволяет повысить достоверность информации измеряемого протекающего процесса и тем самым, повышает ядерную безопасность эксплуатации атомных установок. 20 Формула изобретения Составитель Т.Веремейкина ТехредЛ,Алферова Корректор И,МУ актор В.Л 089 Подписственного комитета СССРобретений и открытий-35, Раушская наб.,д.4/ 3 ТираЦИИИПИ Госупо делам 13035, Москва Заказ 2985 у 4 ектная.4Ужгород,Филидл П тент Измерительное устройство с авто-. матическим переключением пределов измерения, содержащее усилитель, пос" ледовательно соединенный с. регистра- тором, логическую схему и, каскады,количество которых равно числу пределов измерения, при этом каскад, со- Ф 6ответствующий самому грубому пределуизмерения, содержит преобразователь,например, усилитель, а все остальныекаскады - упомянутый преобразователь,ключ и фиксатор уровня, выход которогоподключен к логической схеме, а входк выходу преобразователя, а управляющая цепь ключа каскада, соответствующего самому чувствительному пределуизмерения, соединена с выходом Фиксатора уровня, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью устраненияпотери информации при переключениипределов измерения, управляющая цепьостальных ключей подключена к выходуФиксатора уровня своего каскада, кроме того, все ключи включены черезвведенные в схему резисторы междувыходами преобразователей и последовательномежду собой, а вход усилителя подключен через один из упомянутыхрезисторов к выходу преобразователякаскада, соответствующего самому грубому пределу измерения,Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании Р 926288,кл 6 4: Ч, 1965.2. Патент США Р 3577076,кл. 324-115, 1972.