Устройство для автоматического выбора предела измерения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (11) ЗА С 01 К 15/08 ГОСЗЩИфбТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОИ,"КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф гСр )ЫИЬЛКИИА(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола(56) 1. Прянишников В.А. Инвертирующие цифровые вольтметры постоянного тока. Л. "Энергия", 1976, с. 204, рис. 4-41.2, Коломиец О,М., Прошин Е.М. Автоматический выбор диапазона измерений в цифровых приборах. М "Энергия", 1980, с. 91-92, рис. 44. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора верхнего значения диапазона и дешифратора нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к источнику тактовой частоты, а выходы соединены с входами соответственно обратного и прямого счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены к управляющим входам масштабирующего блока, о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе, в него введены блок сравнения, элемент ИЛИ, третий элемент И, дешифратор старшего предела и дешифратор младшего предела, причем вход блока сравнения соединен с выходом масштабнрующего блока, а выход - с первым входом элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом дешифратора верхнего значения диапазона, а выход - с первым входом рве второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом дешифратора старшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а входы - с выходами реверсивного счетчика импульсов и входами дешифратора младшего предела, инверсный выход котоФрого соединен с третьим входом перво-, го элемента И, выход третьего элемента И подключен к выходной клемме "Перегрузка".Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в многопредельных интегрирующих вольтметрах постоянного тока.Известно устройство для автоматического выбора предела измерения интегрирующего цифрового вольтметра,содержащее последовательно соединенные входной блок, блок сравнения,.блок управления и блок переключенияпределов измерения, выход которогоподключен к управляющему входу входного блока, информационный вход которого подключен к входной клемме устройства, к второму входу блока сравнения подключен источник опорногонапряжения 1,Недостаток данного устройства -низкая надежность, обусловленная тем,что при наличии значительного уровняпомех на вход блока сравнения черезвходной блок поступает сумма помехии полезного сигнала, затрудняя правильный выбор предела измерения, атак как при измерениях малых напряжений уровень помехи может в несколь-,ко десятков раз превосходить уровеньсигнала, высокоточные измерения оказываются невозможными.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для автоматического выбора предела измерения, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройст ва, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствую. щими входами дешифратороВ верхнего и нижнего значений диапазона, выходы 40 которых соединены с первыми входами соответственно второго и первого элементов И, вторые входы которых подключены к источнику тактовой частоты, а выходы соответственно к вхо дам прямого и обратного счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены к управляющим входам 50 масштабирующего блока 21,Недостатками известного устройства являются невысокие точность и надежность в работе в условиях значительного уровня помех, когда сумма полезного сигнала и помехи превышает пределы линейного участка передаточ- . ной характеристики масштабирующего блока, вследствие чего на его выходе формируется помеха в виде постоянной составляющей, грубо искажающая результат измерения. Недостатком устройства является и то, что при подаче на его вход напряжений, больших верхнего предела измерения или меньших нижнего, процесс выбора предела может зациклиться, при этом информация о перегрузках на входе - выходе устройства отсутствует, что также понижает надежность в работе,Цель изобретения - повышение точности и надежности в работе.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического выбора предела измерения, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора верхнего значения диапазона и дешифратора нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к источнику тактовой частоты, а выходы соединены с входами соответственно обратного и прямого счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены к управляющим входам масштабирующего блока, введены блок сравнения, элемент ИЛИ, третий элемент И, дешифратор старшего предела и дешифратор младшего предела, причем вход блока сравнения соединен с выходом масштабирующего блока, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора верхнего значения диапазона, а выход - с первым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом дешифратора старшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а входы - с выходами реверсивндго счетчика импульсов и входами дешифратора младшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход третьего элемента И подключен к выходной клеммеПерегрузка11122 На чертеже представлена блок-схе- ./ ма предлагаемого устройства.Устройство для автоматического выбора предела измерения содержит масштабирующий блок 1, выход которого соединен с входом интегрирующего аналого-цифрового преобразователя 2 и входом блока 3 сравнения. выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 4 элемент И 5, выход 1 О которого подключен к выходной клемме "Перегрузка", выходы аналого-цифрового преобразователя 2 соединены с входами дешифратора 6 верхнего значения диапазона и дешифратора 7 нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 8, второй вход которого подключен к источнику тактовой частоты (1,) и второму входу второго элемента И 9, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4 и первым входом третьего элемента И 5, а выход - с входом прямого счета реверсивного счетчика 10 импульсов, 25 вход обратного счета которого соединен с выходом элемента И 8, а выходы - с входами дешифратора 11 пределов измерения, дешифратора 12 старшего предела и дешифратора 13 младшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом элемента И 8, инверсный выход дешифратора 12 соединен с третьим входом элемента И 9, а прямой выход - с вторым входом35 элемента И 5, выходы дешифратора 11 соединены с управляющими входами масштабирующего блока 1, выход дешифратора 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ 4. Блок 3 сравнения может быть выполнен на двух аналоговых компараторах, первые входы которых объединены и являются входом блока, а вторые входы подключены к двум источникам45 опорного напряжения соответственно положительной и отрицательной полярности, задающим пределы линейной час" ти передаточной характеристики масштабирующего блока 1, при этом выходы 5 О комлараторов объединены по схеме ИЛИ.Масштабирующий блок 1 может быть , выполнен на основе усилителя постояйного тока с регулируемым делителем напряжения в цепи обратной связи,Устройство работает следующим образом. 92 аИзмеряемый сигнал 0 х поступает на вход масштабирующего блока 1, коэффициент передачи которого изменяется переключением делителя напряжения обратной связи с помощью коммутирующих элементов, управление которыми осуществляется с выходов дешифратора 11 пределов измерения. С выхода блока 1 сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2 и вход блока 3 сравнения, на выходе которого формируется сигнал логического нуля, если сигнал на выходе блока 1 находится в пределах линейной части его передаточной характеристики, или сигнал логической единицы в . противном случаеКод результата аналого-цифровогопреобразования с выхода преобразователя 2 поступает на входы дешифраторов б и 7. Дешифратор 6 верхнего значения диапазона аналого-цифрового преобразователя формирует сигнал логической единицы, если результат преобразования превышает верхнее значениедиапазона, при этом через элементИЛИ 4 указанный сигнал поступает напервый вход элемента И 9, разрешаяпрохождение очередного импульса с источника тактовой частоты 1 т , равнойчастоте циклов преобразования аналого-цифрового преобразователя 2, навход прямого счета реверсивного счетчика 10. Счетчик 10 посредством дешифратора 11 пределов измерения переключает измерения в масштабирующемблоке 1 на более грубый. Описанныйпроцесс продолжается до тех лор, пока результат преобразования не окажется меньше верхнего значения диапазона преобразователя 2. Если приэтом на выходе блока 3 сравнениянаходится сигнал логического нуля,то процесс выбора предела измерениязавершается, если же сигнал логической единицы, а это означает, что измеряемый сигнал превышает пределылинейной части передаточной характеристики блока 1, то сигнал логической единицы через элемент ИЛИ 4 поступает на первый вход элемента И 9,и очередной импульс тактовой частотыпереключает реверсивный счетчик 10,который посредством дешифратора 11устанавливает в блоке 1 более грубыйпредел измерения, что исключает искажение сигнала масштабирующим блоком 1,1112292 ВццяцИ Заказ 6452/30 Тираж 710По имое Дешифратор 7 нижнего значения диапазона аналого-цифрового преобразователя формирует сигнал логической единицы, если результат преобразования окажется меньше нижнего значения 5 диапазона, что приводит к переключению блока 1 в сторону увеличения чувствительности. Сигнал логической единицы на выходе дешифратора 7 разрешает прохождение очередного импуль б са тактовой частоты через элемент И 8 на вход обратного счета счетчика 10, который начинает переключать пределы измерения в сторону увеличения чувствительности до тех пор, по ка результат преобразования не окажется больше нижнего значения диапазона аналого-циФрового преобразователя 2. Если при этом счетчик 10, а следовательно, и масштабирующий блок 20 1 переключаются на самый младший предел измерения, то на инверсном выходе дешифратора 13 младшего предела появляется сигнал логического нуля, импульс тактовой частоты уже не про ходит через элемент И 8 на вход реверсивного счетчика 10 и процесс выбора предела измерения заканчивается. Если при переключении в сторону эагрубления чувствительности счетчик 1 О окажется в состоянии, соответствующем самому грубому пределу измерения, то на инверсном выходе дешифратора 12 появляется сигнал логичес-кого нуля, и процесс выбора предела измерения также завершается. Если при этом на выходе дешифратора 6 на.- ходится сигнал логической единицы, что означает превышение верхнего значения диапазона аналого-цифрового преобразователя 2, или сигнал логической единицы оказывается на выходе блока 3 сравнения, что означает превышение гредела линейной части передаточной характеристики масштабирующего блока 1, то на выходе элемента И 5 формируется сигнал "Перегруз 1ка , по которому следует принять меры для снижения уровня сигнала на входе измерительного устройства, а результат измерения игнорировать,Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет при измерениях в условиях значительного уровня помех повысить точность и надежность в работе.