Регистрирующий прибор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сома Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваявлено 02.111.1971 ( 1629827118-10 Кл, б 01 г 1304 6 01 с 1 5,12 заявкиприсоединение риоритетпубликовано 08.11.1973. Вн ллетень10ата опубликования ошгсання 24.1 Ъ.1973 Е(омнтат по делам изобретений и открытий при Совете 1 Линистров(088.8) Авторы изобретения В. Цоканов, Ю. Н. Калугин и Нагайк аявител ЕГИСТРИРУЮЩИЙ ПРИБО ибора; на фнг.2 - гового устройства н блок лок-схема предл Известны регистрирующие приборы, содержащие масштабный преобразователь, электро- химический интегратор, пороговую схему, исполнительное устройство и блок регистрации.С целью повышения точности регистрации в предлагаемом регистрирующем приборе исполнительное устройство выполнено в виде цепи из источника эталонного тока, подключенного к интегратору встречно по отношению к выходу масштабного преобразователя через токовый ключ, управляемый формирователем длительности опорного сигнала, вход которого соединен с выходом пороговой схемы.Кроме того, формирователь длительности опорного сигнала выполнен в виде делителя частоты, на вход которого через импульсный кланаи подключен генератор импульсов стабильной частоты, а на выход - вход установки нуля триггера управления, вход установки единицы которого соединен с выходом пороговой схемы, а выход через разделительные диоды - с управляющими входами импульсного клапана и токового ключа; пороговая схема выполнена в виде балананой схемы сравнения с импульсным опросом и туннельным диодом на выходе, причем опросный вход схемы сравнения соединен с выходом генератора импульсов.На фиг. 1 представлена багаемого регистрирующего прпринципиальная схема поро(схемы сравнения) .Регистрирующий прибор состоит из масштабного преобразователя 1 контролируемого тока, электрохпмического интегратора 2, пороговой схемы 3, исполнительного устройства -1, включающего формирователь 5 длительности опорного сигнала, токовый ключ 6 и источник 7 эталонного тока.На выходе пороговой схемы подключа 8 регистрации.Формирователь 5 длительности опорного сигнала включает управляющий триггер 9 с установочными входами, импульсный клапан 10, генератор 11 стабильной частоты и делитель 12 частоты.Масштабный преобразователь 1 осуществляет преобразование контролируамого тока в ток, удобный для интегрирования.На выход измерительного усилителя масштабного преобразователя 1 включен элсктрнческин интегратор 2, выдающий вьходной сигнал в виде резкого увеличения напряжения между электродами при прохождении через него определенного количества электричества ( тй), равного заряду, предварительно запасенному в интеграторе. Выход интегратора 2 контролируется пороговой схемой Л, обеспечивающей на выходе нормализованный по амт 1литуде и длительности сигнал при увеличении выходного напряжения интегратора до определенного уровня,Выходной сигнал пороговой схемы 3 поступает на исполнительное устройство 4, которое формирует опорный сигнал - нормированный заряд, равный ь;троп, и переносит его в электрохимический интегратор 2, Длительность опорного сигнала акоп определяется формирователем 5, эталонный ток эт - источником (стабилизатором) эталонного тока,По сигналу пороговой схемы формирователь 5 открывает токовый ключ 6 и подключает источник 7 эталонного тока к интегратору встречно по отношению к выходу масштабного преобразователя, При этом напряжение на выходе интегратора резко уменьшается. По истечении времени акоп импульс, управляющий токовым ключом б, оканчивается, и источник 7 эталонного тока отключается от интегратора. Заряд, перенесенный при этом в интегратор, определяется как 1 эт акоп.Поскольку и масштабный преобразователь, и источник эталонного тока в идеальном случае имеют бесконечно большие внутренние сопротивления, процессы интегрирования контролируемого и эталонного токов независимы. Следовательно, если выбрать 1 эт)оптах, то Время Т между двумя выходными импульсами пороговой схемы 3 будет всегда превышать акоп и определяться равенствомт1 - втопдоткудау этоп( оР)Т или1оР)Тэтопгде (ор)т - среднее значение контролируемого тока за время Т, т. е. частота импульсов на выходе пороговой схемы строго пропорциональна среднему за период Т значению контролируемого тока. Для регистрации контролируемого тока блок 8 регистрации выполняется в виде частотомера, для регистрации количества электричества - в виде накопительного счетчика импульсов с индикацией.формирование длительности акоп опорного сигнала аналоговыми методами (ждущий блокинг-генератор, одновибратор, фантастрон и т. д.) в лучшем случае может обеспечить точность выдержки акоп в пределах десятых долей процента, Для повышения точности целесообразно использовать в качестве опорной величины длительность периода частоты генератора, стабилизированного кварцем.При подаче на вход установки 1 триггера 9 сигнала от пороговой схемы триггер 9 устанавливается в единичное состояние, формируя передний фронт импульса, управляющего токовым ключом б. Одновременно триггер 9 снимает запрет с управляющего входа импульсного клапана 10, и импульсы с выхода генератора 11 стабильной частоты начинают поступать на вход делителя 12 частоты. Делитель частоты обеспечивает формирование импульса управления из заданного числа периодов стабильной частотыоп - ЛУс10В конце У-го периода на выходе делителявозникает импульс, поступающий на входустановки 0 триггера 9, Триггер 9 устанавливается в нулевое состоявшие, формируя15 задний фронт импульса, управляющего токовым ключом б, и подавая запрет на управляющий вход импульсного клапана 10. Поступление импульсов на вход делителя 12 прекращается.20 Для повышения точности формированиядлительности опорного сигнала в качествепороговой схемы использована схема сравнения с импульсным опросом. При этом сигнална выходе схемы сравнения можно синхрони 25 зировать с работой генератора 11, подав наопросный вход схемы сравнения выход генератора 11.Рассмотрим подробнее работу схемы сравнения с импульсным опросом (см. фиг. 2),50 включающей транзисторы 13 и 14, включен,ные по балансной схеме, на базы которыхсоответственно поданы выходное напряжениеУпэинтегратора и опорное напряжение Поп,транзистор 15, включенный по схеме с общейз 5 базой в общую эмиттерную цепь транзисторов13 и 14 и выполняющий функции импульсного источника тока; усилитель 16 сигнала сравнения; эмиттерные повторители 17 и 18, обеспечивающие усиление сигнала сравнения по40 току; туннельный диод 19, выполняющийфункции порогового элемента.Сравнение напряжений Уэ, и 1/оп осуществляется эмиттерными переходами транзисторов 13 и 14, Если Упэ)Уоп, создаются45 условия для проводимости транзистора 13.В момент подачи на опросный вход положительного импульса коллекторный переходтранзистора 15 обеспечивает протекание черезтранзисторы 13 и 14 коллекторного тока. По 50 скольку эмиттерный переход транзистора 13будет смещен в прямом направлении больше,чем эмиттер ный переход тр анзистор а 14, вколлекторной цепи первого транзистора потечет больший ток,55 Разность потенциалов, созданная при протекании коллскторных токов через транзисторы 13 и 14, усиливается транзистором 16.Транзисторы 17 и 18 обеспечивают усилениевыходного сигнала транзистора 16 по току.60 Туннельный диод 19 включен в эмиттернуюцепь транзистора 18, Если Упэнастолькобольше Уоп, что в эмиттерной цепи транзистора 18 ток превосходит значение тока 1 птпттуннельного диода, последний переключается65 на диффузионную ветвь вольт-амперной ха5рактеристики, формируя передний фронт выходного импульса.По окончании импульса опроса транзистор 15 запирается, ток через туннельный диод уменьшается до нуля. При этом диод 19 переключается на туннельный участок вольт-амперной характеристики, формируя задний фронт выходного импульса.Схема в целом работает следующим образом. При опросе импульсом генератора 11 и 1 нык) оп ПороГОВаЯ СХЕМа, КоитРОЛИРУЮЩаЯ выход интегратора 2, формирует импульс, устанавливающий триггер 9 в единичное состояние, При этом открывается токовый ключ б, и источник эталонного тока 7 оказывается подключенным к интегратору 2 встречно по отношению к контролируемому току (выходу масштабного преобразователя 1). Начинается процесс накопления в интеграторе нормированного заряда, противоположного по знаку заряду, переносимому контролируемым током. Напряжение на выходе интегратора 2 уменьшается до нормального. Следовательно, в течение времени акоп совместно существуют лва независимых процесса интегрирования - контролируемого тока и эталонного тока. При этом интегрирование осуществляется с разными знаками, т. е, результирующий заряд, накопленный в интеграторе за время акоп, будет определяться выражениема=1 а - "саг,о оилиопОвкв: втопоПри условии вт)в любой момент времени тэкв) О.Одновременно с открыванием токового ключа снимается запрет с управляющего входа импульсного клапана 10, и следующий импульс генератора 11 попадает на вход счетчика, выполняющего функции делителя 12 частоты, Через число периодов частоты гепсратора 11, определяемое коэффициентом лелеония делителя 12, на его выходе возникает импульс, переключающий триггер 9 в нулевое состояние, При этом запираются импульсный клапан 10 и токовый ключ б, отключая источник 7 эталонного тока от интегратора 2. Процесс интегрирования эталонного тока заканчивается, Продолжается интегрирование лишь контролируемого тока 1. Заряд, накопленный в интеграторе за время акоп, начинает уменьшаться:сОвкв -- втопо 3694996и при 1=Т становится равным нулю:т втоп Г с 1 - О о откуда(о ) тэтоп15 где (ор) т - среднее значение контролируемо. го тока за период Т.В момент мэкк=О на выходе интеграторавозникает резкий скачок напряжения, фикси руемый выходным сигналом пороговой схемыв виде выходного импульса.Затем цикл работы счетчика повторяется.25 Предмет изобретения1. Регистрирующий прибор, содержащиймасштабный преобразователь, электрохимический интегратор, пороговую схему, исполниЗ 0 тельное устройство и блок регистрации, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения точности, в нем исполнительное устройство выполнено в виде цепи из источника эталонного тока, подключенного к интегратору встречно 35 по отношению к выходу масштабного преобразователя через токовьш ключ, управляемый формирователем длительности опорного сигнала, вход которого соединен с выходом пороговой схемы.402, Регистрирующий прибор по п. 1, отличаюиийся тем, что формирователь длительности опорного сигнала выполнен в впле делителя частоты, на вход которого через импульсный 45 клапан подключен генератор импульсов стабильной частоты, а на выход - вход установки нуля триггера управления, вход установки единицы которого соединен с выходом пороговой схемы, а выход через разделитель ные диоды - с управляющими входами импульсного клапана и токового ключа.3. Регистрирующий прибор по п. 1, отяичаюиийся тем, что пороговая схема выполнена 55 в виде балансной схемы сравнения с импульсным опросом и туннельным диодом на выходе, причем опросный вход схемы сравнения соединен с выходом генератора импульсов.аказ 1141/5 Изд.1264 Тирык 755 Подппспос ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская аб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова, 23 1