“цифровой автокомпенсатор с пере-менными шагами уравновешивания поуровню и времени

Соеоз Советских Социалистических Реслублик(51)М. Кл э 01 И 17/06 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАТОР С ПЕРЕМЕННЫМИ ШАГАМИ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ПО УРОВНЮ И ВРЕМЕНИ Изобретение относится к области измерительной техники.Известны цифровые приборы, основанные на кодо-импульсном методе квантования с переменным шагом по уровню. Эти устройства при достаточном быстродействии квантования имеют значительное время уравновешивания 1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее нуль-орган, грубое и точное реле, генератор импульсов, триггер-делитель частоты, счетчик точной и грубой ступеней, дешифратор с цифровыми индикаторами, цифровой потенциометр (йреобраэователь код-аналог) . На один вход нуль- органа поступает измеряемое напряжениена другой вход поступает компенсирующее напряжение. а цифрового по тенцнометра. На выходе: нуль-органа подключены последовательно грубое и точное реле. Генератор импульсов че рез контакт грубого реле соединен со счетчиками грубой и точной ступеней, а через контакт точного реле и триггер-делитель частоты со счетчиком точной ступени. Выходы счетчиков сое,динены с дешифратором с цифровыми индикаторами и цифровым потенциометром 12, ЗО Известное устройство имеет сложную схему, обладает малым быстродействием и динамической погрешностью измерения. Так; в начальный период работы автокомпенсатора работают счетчики обеих ступеней, что увеличивает емкость счетчика точной ступени, а следовательно, и сложность дешифратора с цифровым индикатором и преобразователя код-аналог. Кроме того, время срабатывания реле сравнимо с быстродействием работы всего автокомпенсатора.Цель изобретения - увеличение быстродействия и повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что цифровой автокомпенсатор с переменным шагами уравновешивания по уровню и времени, содержащий нуль-орган, первый вход которого соединен с объектом измерения, генератор импульсов, счетчики точной и грубой ступеней, соединенные с цифровым индикатором и преобразователем код-аналог, выход которого соединен со вторым входом .нуль-органа, снабжен пороговой схемой, усилителем-формирователем, двумя элементами запрет и инвертором, ;.причем выход нуль-органа соединен свходом усилителя-формирователя и входом пороговой схемы, выход которойподключен к входу инвертора и первому входу первого элемента запрета,второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и вторымвходом второго элемента запрета,. первый вход которого соединен с выходоминэертораа. выход -с входом счетчика точной ступени, выход первого элемента запрета подключен к входу счетчика грубой ступени, выход усилителя-формирователя соединен с входом генератора импульсов.Введение перечисленных элементовпозволяет исключить работу счетчикаточной ступени в начальный период работы цифрового автокомпенсатора.Уменьшение быстродействия работы цифрового компенсатора при такой схемеисключается при помощи увеличениягрубых шагов квантования компенси- щрующего напряжения на величину точных шагов квантования.Исключение динамической погрешности достигается при помощи соединения нуль-органа с входом генератора импульсовпричем генератор импульсов управляется напряжением. При /этом частота генератора импульсов зависит от выходного напряжения нульоргана и по мере его уменьшения такжеуменьшается. При выходном напряже- .ЗОнии нуль-органа, равном нулю, частота генератора импульсов также равнанулю,Увеличение быстродействия. цифрового автокомпенсатора достигается вклю- З 5чением между нуль-органом и генератором импульсов усилителя-формирователя, осуществляющего управление частотой генератора импульсов (Гг) пофункциям (1), 40= Ско),где о - напряжение на выходе нульоргана;К - коэффициент передачи усилителя-формирователя 45О. - постоянная величина, большая единицы.При таком законе управления увеличивается средняя частота генератора запериод компенсации, что повышает быст родействие цифрового автокомпенсатора.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого цифрового автокомпен-.сатора. 55Цифровой автокомпенсатор с переменныМи шагами уравновешивания поуровню и времени содержит нудь-органна один вход которого подводитсяизмеряемое напряжение а на другойвход - компенсирукщее напряжение с фОвыхода преобразователя 2 код-аналог.Выход нуль-органа 1 соединен с входами усилителя-Формирователя 3 и пороговой схемы 4, выход которой соединен с элементом 5 запрета и инвертором б,Выход усилителя-Формирователя 3 соединен с входом генератора 7 импульсов, выход которого соединен с вторыми входами элемента 5 запрета и элемента 8 запрета, первый вход которого соединен с выходом инвертора б. Выход элемента 5 запрета соединен с счетчиком 9 грубой ступени, а элемент 8 запрета - с счетчиком 10 точной ступени. Выходы счетчиков обеих ступеней, например двоично-десятичных, соединены с цифровым индикатором 11 и преобразователем 2 код-аналог.Цифровой автокомпенсатор работает следукщим образом.В исходном состоянии компенсирующее напряжение на входе нуль-органа 1 равно нулю, напряжение на его выходе при этом имеет наибольшее значение, это наибольшее значение напря-, жения через усилитель-формирователь 3 поступает на генератор 7 импульсов, который вырабатывает напряжение наибольшей частотЫ. Частота генератора 7 импульсов через открытую пороговую схему 4, элемент 5 запрета, поступает на счетчик 9 грубой ступени. Счетчик управляет состоянием преобразователя 2 код-аналог. При изменяющейся информации счетчика 9 грубой ступени преобразователь 2 код-аналог вырабатывает компенсирующее напряжение только с большими шагами, амплитудой квантова.ния, вызывая уменьшение напряжения на выходе нуль-органа 1, Это уменьшающееся напряжение через усилитель-формирователь 3 уменьшает частоту генератора 7 импульсов, причем усилитель- формирователь 3 вырабатывает такое напряжение, при котором частота генератора меняется по закону, близкому"г Управление по такому закону почтине изменяет частоту генератора 7 прибольшой разнице между входными напряжениями нуль-органа 1 и резко уменьшает ее при подходе к моменту компенсации. При большой разнице междувходными напряжениями нуль-органа 1напряжение на его выходе практическипостоянно. В момент компенсации частота генератора 7 импульсов равнанулю,Выбранный закон управления присоответствующем выборе величин К,и а,позволяет получить высокую среднюючастоту за период компенсации, чтоповышает быстродействие всегб цифрового автокомпенсатора, При подходе кмоменту компенсации сработает пороговая схема 4, она построена на напряжение, соответствующее величинеодной грубой ступени. При этом наэлемент 5 запрета будет подан запрет,а на элемент 8 запрета через инвертор б, наоборот - разрешение, что вызовет поступление частоты генератора819728 Формула изобретения Составитель И. Бахтинаор Н. 1 Цйльникова Техред Н,Ковалева КорректорГ,ва Ред Тираж 73осударственного кам изобретений иа, Ж, Раушская Заказ 1378/24 ВНИИПИ по д 113035, МосПодписимитета СССРткрытийнаб., д. 4/5 Филиал.ППП "Патент , г., Ужгород, ул. Проектн 7 импульсов только на счетчик 10точной ступениПреобразователь 2 код-аналог теперь будет вырабатывать компенсирующие ступени только с малой амплитудой - точные шаги квантования, чтосовместно с понижением частоты поступления этих ступеней на нуль-орган1 до нуля, в момент компенсации,исключит динамическую погрешностьизмерения.Использование в цифровом автокомпенсаторе усилителя-формирователя,.пороговой схемы, двух элементов запрета, инвертора и генератора импульсов, частота генерации которого управляется напряжением, позволяет приупрощении цифрового автокомпенсатораповысить его быстродействие и точность измерения за счет исключениядинамической погрешности,Цифровой автокомпенсатор с переменными шагами уравновешивания по уровню и времени, содержащий нуль-ор-., ган, первый вход которого соединен с объектом измерения, генератор импульсов, счетчики .точной и грубой ступеней, соединенные с цифровым индикатором и преобразователем коданалог, выход которого соединен с вторым входом нуль-органа, о т л и- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повыше" ния точности измерения, он снабжен пороговой схемой, усилителем-формырователем, двумя элементами запрета и инвертором, причем выход нуль-органа соединен с входом усилителя-формирователя и входом пороговой схем, выход которой подключен к входу ин. вертора и первому входу первого эле-.мента запрета, второй вход которого соединен с выходом генератора импуль" 5 сов и вторым входом второго элементазапрета, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а выход - с входом счетчика точной ступени, выход первого элемента запрета подклю чен к входу счетчика грубой ступени,выход усилителя-формирователя соединен с входом генератора импульсов. Источники информации,принятые во внимание при эксйертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 535730, кл.Н 03 К 13/02, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР Р. 306420, кл, Я 01 В 17/02, 1971.