Цифровой вольтметр переменного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЯИАЛИСТИЧЕСКИ КРЕСПУБЛИК 00(50 4 С 01 к 19/25 Фч ИЗОБРЕТЕНИВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИ ц/ К АВТОРСКОМ а,о СССР 1981. СССР 1982. ЕИЕННОГОк электро Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ПЕРНАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относитсяизмерительной технике и служи повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей.устройства, Вольтметр содержит преобразовательаналог-код, блок 2умножения частоты, блок 3 определе"ния периода и регистр 15. Введениеквадратора 4, электронных ключей5 - 7, накапливающего сумматора 8,элементов 9 и 10 задержки, блока 11извлечения квадратного корня, суммирующего счетчика 12, дешифратора 13,и переключателя 14 обеспечивает измерение действующего,. среднего исредневыпрямленного значений напряжения. 1 ил.Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения действующего среднего и средневыпрямленного значений периодических напряжений.Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения действующего, сред- О него и средневыпрямленного значений напряжения.На чертеже изображена функциональная схема цифрового вольтметра переменного напряжения, 15Цифровой вольтметр переменного напряжения содержит преобразователь 1 аналог-код, блок 2 умножения частоти, блок 3 определения периода, квадратор 4, электронные ключи 5 - 7 О накапливающий сумматор 8, элементы 9 и 10 задержки, блок 11 извлеченного квадратного корня, суммирующий счетчик 12, дешифратор 13, переключатель 14 с контактными группами 14,1 -14.4 и регистр 15.Вход цифрового вольтметра соединен с информационным входом преобразователя 1 аналог-код.и входом блока 3 определения периода, выход которо го соединен с входом блока 2 умножения частоты, входом "Сброс" суммирую-щего счетчика 12, подвижным контактомтретьей группы переключателя 14.3и входом элемента 9 задержки. 35Выход блока 2 умножения частоты соединен с входом "Запуск" преобразователя 1 аналог-код и счетным входом суммирующего счетчика 12. Выход "Конец преобразования", информацион ный выход и знаковый разряд преобразователя 1 аналог-код соединены соответственно с четвертым входом накапливающего сумматора, подвижным контактом первой группы переключателя 45 14.1 и подвижным контактом второй группы переключателя 14.2. Первый и второй контакты первой контактной группы переключателя 14.1 соединены с входами электронных ключей 5 -50 и выходом квадратора 4, вход которого соединен с третьим контактом первой контактной группы переключателя 4.1. Выходы электронных ключей 5 - 7 соединены соответственно с первым, 55 вторым и третьим .входами накапливающего сумматора 8, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходом элемента 9 задержки и вторым контактом второй контактной группы переключателя 14.2. Выход накап-. ливающего сумматора 8 соединен с подвижным контактом четвертой контакт" ной группы переключателя 14.4, первый и второй контакты которого соединены с выходом блока 11 извлечения квадратного корня и входом регистра 15, управляющий вход которого соеди" нен с входом элемента 10 задержки, выходом "Конец преобразования" блока 11 извлечения квадратного корня, первым и вторым контактами третьей группы контактов переключателя 14.3, третий контакт которого соединен с уп равляющим входом блока 11 извлечения квадратного корня. Выходы суммирующего счетчика 12 соединены с входами дешифратора 13, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с управляющими входами электронных ключей 5 - 7.Цифровой вольтметр переменного напряжения работает следующим образом.В зависимости от положения переключателя 14 измеряется соответственно среднее, средневыпрямленное или действующее значение напряжения,При включении питания происходит установка в "0" регистра 15, регистров блока 11 извлечения квадратного корня, накапливающего сумматора 8 и квадратора 4. В исходном состоянии электронные ключи 5 " 7 закрыты,Исследуемое напряжение 1(С) поступает на входы преобразователя 1 аналог-код и блока 3 определения периода, который формирует управляющие импульсы в моменты перехода исследуемого напряжения через нулевые значения в 1 очках перехода напряжения от отрицательных значений к положительнымеСформированный в начале периода исследуемого сигнала импульс устанавливает в "0" суммирующий счетчик 12 и поступает в блок 2 умножения.:частоты с коэффициентом умножения, равным числу точек измерения за период. Эти импульсы поступают на управляющий вход преобразователя 1 и запускают его на преобразование мгновенных зна" чений напряжения в цифровой код,Эти же импульсы поступают в счетчик 12 на суммирование.+ ц(27)1,ц =45 50 55 НИЯС выходов дешифратора 13 управляющие импульсы поступают на соответствующие электронные ключи 5, б или 7, открывая их, что дает возможность поступления кодов на соответствующие входы накапливающего сумматора 8.При поступлении кода в сумматор 8 по пер. вому входу код заносится, начиная с первого разряда. При поступлении кода по второму входу занесение кода для операции осуществляется со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, что аналогично умножению поступившего кода на два, При поступлении кода по третьему входу занесение кода производится со сдвигом в сторону старших разрядов на два разряда, что соответствует умножению поступившего кода на четыре, т.е. результат каждого четного измерения будет умножен на 4, а нечет" ного - на 2.Если переключатель 14 находится в положении 1, то на входы сумматора 8 будут поступать на суммирование коды мгновенных значений напряжения и по окончании периода в сумматоре 8 зафиксируется код, пропорциональный средневыпрямленному значению напряжения: ц = -- 1,1 Ц(0)+4ц(-)+21 ц(2-)1 + 1 Я 1 ср бп и и+4 ц(3-) + +4 ц(2 п) - 1 +11Гпи где ц - мгновенное значение напря"жения;2 п - число измерений эа период;цср - средневыпрямленное значениенапряжения.Если переключатель 14 находится в положении 2, то поступаницие коды будут суммироваться в сумматоре 8 с учетом знака вход б "Сложение - вы-. читание" сумматора 8 подключен к знаковому разряду преобразователя 1) и по окончании периода в сумматоре 8 будет зафиксирован код, пропорциональный среднему значению напряжения:ц - ц (О)+4 ц (-)+2 ц (2-) +4 ц (3-) +."о бп и и 4". +4 ц (2 п) - +ц(2 Я),где ц - среднее значение напряже 10 15 20 25 30 35 40 Если переключатель 14 находится в положении 3, то коды мгновенных значений напряжения будут поступать в сумматор 8 на суммирование через квадратор 4 и по окончании периода исследуемого сигнала в сумматоре 8 образуется код, пропорциональный квадрату действующего значения напряженияПо окончании периода исследуемого сигнала на выходе блока 3 определения периода появится импульс, который установит счетчик 12 в нулевое состояние и при нахождении переключателя 14 в положении 1 или 2 даст команду на запись кода, образованного в сумматоре 8, в регистр 15, где и фиксируется среднее или средневыпрямленное значение напряжения. Этот же импульс через время, необходимое для перезаписи кода, обеспечиваемое первым элементом 9 задержки, установит накапливающий сумматор 8 в нулевое состояние.Если переключатель 14 находится в положении 3, т.е. измеряется действующее значение напряжения, то импульс с блока 3 (конец периода) дает команду на начало операции извлечения квадратного корня из кода, зафиксированного в сумматоре 8. По окончании операции извлечения квадратного корня на выходе "Конец операции" блока 11 появится сигнал, который даст команду на запись результата в регистр 15, и через время, обеспечиваемое вторым элементом 10 задержки, установит устройство 11 в исходное состояние, после чего в регистре 15 будет зафиксирован код, пропорциональный действующему значению напряжения:- ц (О)+4 ц (-)+2 ц (2-)+4 ц (3-).бп и и и+4 ц (2 п) -+ц (2),где ц - действующее значение налряд жения.Формула изобретения Цифровой вольтметр переменного напряжения, содержащий преобразовательаналог-код, блок определения периода, блок умножения частоты н регистр, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что., с целью расширения функциональных возможностей устройства и повыСоставитель В,КрючковТехред А.Кравчук Корректор С;Черни Редактор А.Ревин Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 3187/40 производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 140 б шения точности измерения, в него дополнительно введены три электронных ключа, накапливающий сумматор, два элемента задержки, квадратор блок95 извлечения квадратного корня, дешифратор, суммирующий счетчик и переключатель, причем первый, второй и третий входы накапливающего сумматора подключены соответственно через пер О алый, второй и третий электронные ключи к первому и второму контактам перой контактной группы переключателявыходу квадратора, четвертый вход акапливающего сумматора подключен к 15 ыходу "Конец преобразования" пребразователя аналог-код, пятый вход акапливающего сумматора через перый элемент задержки подключен к подижному контакту третьей группы пе еключателя, выходу блока определения ериода, к входу блока умножения часоты и входу Сброс" суммирующего четчика, шестой вход накапливающего умматора подключен к второму контак у второй контактной группы переклюателя, а выход накапливающего суммаора - к подвижному контакту четверой контактной группы переключателя, роме того, блок извлечения квадрат ого корня информационным входом подючен к третьему контакту четвертой 500 6контактной группы переключателя, входом "Сброс" через второй элемент задержки - к первому и второму контактам третьей контактной группы переключателя, управляющему входу регистра и собственному выходу "Конец операции, управляющим входом - к третьеЦму ко итак ту третьей кон так тной группы переключателя, а выходом - к входу регистра и,первому и второму контактам четвертой контактной группы переключателя, преобразователь аналог-код подключен входом к входу устройства и входу блока определения периода, информационным выходом - к подвижному контакту первой группы переключателя, выходом знакового разряда - к подвижному контакту второй контактной группы переключателя, управляющим входом - к выходу блока умножения частоты и счетному входу суммирующего счетчика, который входом "Сброс" подключен к выходу блока определения периода, выходом - к дешифратору, первый, второй и третий выходы которого подключены соответст" венно к управляющим входам первого, второго и третьего электронных ключей, а квадратор первым и вторым.входами подключен к третьему контакту первой контактной группы переключателя,