Устройство для вычисления отношения напряжений

426 ц 477 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Опубликовано 15.07.75. Бюллетень2Дата опубликования описания 10.03.76 асударатвенный комитетСовета Министров СССРаа делам изобретенийи открытий(53) УДК 681.3 (088 72) Авторы С. Р, Зиборов и Л. М. Красновевастопольский приборостроительный институт зобретени(71) Заявитель ТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ тоит из двух канало Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для измерения отношения напряжений.Известно устройство для измерения отно щения напряжений, содержащее два управляемых делителя напряжения, выход одного из которых соединен с первым входом блока сравнения, и реверсивный счетчик с включенными на его входах ключами, импульсные 10 входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнения.Недостатками известного устройства являются узкий диапазон измеряемых отношений н невысокая точность измерения, 15Целью изобретения является устранение указанных недостатков.Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены два блока изменения масштабов входных напряжений, 20 отсчетно-регистрирующий блок, два усилителя, два дешифратора, две схемы НЕ и ИЛИ и дополнительный реверсивный счетчик, с включенными на его входах дополнительными ключами сложение и вычита ние, импульсные входы которых соединепы с соответствующими выходами блока сравнения; управляющий вход первого ключа вычитание соединен с выходом первой схемы ИЛИ, один вход которой подключен к 3 2первому выходу первого дешифратора, соединенного входами с выходами основного реверсивного счетчика, а второй вход через схему НЕ подключен к управляющему входу второго ключа сложение и последнему выходу второго дешифратора, соединенного входами с выходами дополнительного реверсивного счетчика; управляющий вход третьего ключа вычитание соединен с выходом второй схемы ИЛИ, подключенной к первому выходу второго дешифратора и соединенной через вторую схему НЕ с последним выходом первого дешифратора и управляющим входом четвертого ключа сложение, причем выходы обоих дешифраторов соединены с входами отсчетно-регистрирующего блока и управляющими входами соответствующих управляемых делителей напряжения, информационный вход каждого из которых через усилитель подключен к выходу соответствующего блока изменения масштабов входного напряжения, соединенного с соответствующими входами отсчетно-регистрирующего блока, подключенного одним из входов к выходу блока сравнения, причем второй вход блока сравнения соединен с выходом второго управляемого делителя напряжения,На чертеже приведена функциональнаясхема устройства.Устройство сос в в3одном пз которых последовательно включены блок 1 изменения масштаба входного напряжения, усилитель 2 и управляемый делитель напряжения 3, а в другом - блок 4 изменения масштаба входного напряжения, усилитель 5 и управляемый делитель напряжения 6,Между выходами делителей 3 и 6 включен блок сравнения 7, один выход которого присоединен к отсчетно-регистрирующему блоку 8, а два других выхода соединены со входами сложения и вычитания реверсивных счетчиков 9 и 10 через ключи сложения 11, 12 и вычитания 13, 14 соответственно.Счетчики 9 и 10 через дешифраторы 15 и 16 функционально связаны с делителями 3 и 6, имеющими по т ступеней ослабления. Величина ослабления каждой ступени равна а", - , где к=1,2 и - номер ступени, з - коэффициент ослабления между соседними ступенями.В каждом канале управляющий вход наименьшей ступени ослабления делителя присоединен к первому выходу дешифратора, а управляющий вход наибольшей ступени ослабления делителя - к последнему выходу дешифратора. Управляющие входы ключей сложения 11 и 12 присоединены к последним выходам дешифраторов 15 и 16, а управляющие входы ключей вычитания 13 и 14 присоединены через схемы ИЛИ 17 и 18 к первым выходам дешифраторов 15 и 16 и через те же схемы ИЛИ 17 и 18 и схемы НЕ 19 и 20 - к последним выходам дешифраторов 10 и 9 соответственно.Блоки 1, 4, 15 и 16 функционально связанны с оточепно-регистрирующим блоком 8.На чертеже введены следующие буквенные обозначения:- У и Е - напряжения, отношение между которыми измеряют; У, и Е, - напряжения на входах усилителей 2 и 5 соответственно; Уз и Ез - напряжения на входах делителей 3 и 6 соответственно;Уз, Ез и У 4 - напряжения на входах и выходе блока сравнения 7.Устройство работает следующим образом.Масштаб напряжений У и Е автоматически изменяют в блоках 1 и 4 таким образом, что уровень напряжений У, и Е, удерживают в узком динамическом диапазоне д, при изменении уровня напряжения У и Е в широком динамическом диапазоне й", , где и в чис ступеней ослабления каждого из блоков 1 и 4,Уровень напряжений У, и Е, увеличивают с помощью усилителей 2 и 5 в к раз.Напряжения Уз и Ез делят с помощью делителей 3 и 6 так, чтобы разность между напряжениями У, и Ез удовлетворяла усло- вию-- Уз - Ез- , Л Л 2 2477426 где Л - зона нечувстщпельности блока 7,величина которой определяется из условия Ф 2 1) У шп 2 (12 1) Ушп5лВеличину 4 выбирают равной 4= 1/ АБлок 7 сравнивает уровни напряжений У,и Ез, выделяет их разность (У, - Е,) и ана 10 лизирует эту разность по величине и знакупутем ее сравнения с величинами - и --2которые заданы в устройстве 6 в аналоговомпли цифровом виде.15Напряжение У уровень которого пропорционален разности (У, - Ез), подают навход отсчетно-регистрирующего блока 8.При выполнении условия (1) блок 7 не20 вырабатывает импульсов ни на одном из своих выходов 1 и 11,При выполнении условия Уз - Ез) -Л 2(2) 25 каждый импульс с выхода 1 блока 7 через ключ 11 переключает счетчик 9 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует 30 включение следующей ступени большего ослабления делителя 3. Каждое из указанных переключений приводит к уменьшению уровня напряжения Уз в Из раз, при этом уровень напряжения Е, не изменяется. Такие перез 5 ключения будут происходить, пока не окажется выполненным условие (1), после чего переключения прекращаются,При выполнении условия У, - Е, --Ь 2(3) каждый импульс с выхода 11 блока 7 черезключ 12 переключает счетчик 10 в следую 45 щее устойчивое состояние, которому соовветствует включение следующей большей ступени ослабления делителя 6. Каждое из указанных переключений приводит к уменьшению уровня напряжения Е, в дз раз, при50 этом уровень напряжения У, не изменяется,Такие переключения будут происходить, пока не окажется выполненным условие (1),после чего переключения прекращаются.При,выполнении условия (2) предлагаемое55 устройство работает аналогично описаннымранее случаям до тех пор, пока не окажетсявыполненным условие (1),При появлении управляющего напряженияна последнем выходе дешифратора 15 вклю 60 чается ступень наибольшего ослабления делителя 3 и закрьвается ключ 11, которыйотключает выход 1 от счетчика 11, предохраняя его и связанные с ним элементы отциклического переключения при выполнении65 условия (2).5Одновремснно с запнранием ключа 11 это же управляющее напряжение через схемы НЕ 20 и ИЛИ 18 открывает ключ 14, который подключает выход 1 к счетчику 10, При выполнении условия (2) каждый импульс с выхода 1 через ключ 14 переключает счетчик 10 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует включение следующей меньшей ступени ослабления делителя 6, При каждом таком переключении уровень напряжения Е, увеличивается в д раз, а уровень напряжения У, пе изменяется, Такие переключения будут происходить, пока пе окажется выполненным условие (1).При появлении управляющего напряжения па первом выходе дешифратора 16 включается ступень наименьшего ослабления делителя 6 и через схему ИЛИ 18 закрывается ключ 14, который отключает выход 1 от счетчика 10, предохраняя его и связанные с ним элементы от циклического переключения при выполнении условия (2),Аналогично, при появлении управляющего напряжения на последнем выходе дешифратора 16 включается ступень наибольшего ослабления делителя 6 и закрывается ключ 12, который отключает выход 11 от счетчика 10, предохраняя его и связанные с ним элементы от циклического переключения при выполнении условия (3). Одновременно с запиранием ключа 12 это же управляющее напряжение через схемы НЕ 19 и ИЛИ 17 открывает ключ 13, который подключает выход 11 к счетчику 9.При выполнении условия (3) каждый импульс с выхода 11 переключает счетчик 9 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует включение следующей меньшей ступени ослабления делителя 3. При каждом таком переключении уровень напряжения Уз увеличивается в 4 раз, а уровень напряжения Е, не изменяется. Такие переключения будут происходить, пока не окажется выполненным условие (1).Также при появлении управляющего напряжения на первом выходе дешифратора 15 включается ступень наименьшего ослабления делителя 3 и через схему ИЛИ 17 закрывается ключ 13, который отключает выход 11 от счетчика 9, предохраняя его и связанные с ним элементы от циклического переключения при выполнении условия (3).Отсчетно-регистрирующий блок 8 преобразует состояние блоков 1, 4, 9 и 10, а также напряжение У, в величину отношения входных напряжений У и Е и указывает, какое из этих напряжений является большим.Устройство измеряет отношение напряжений У и Е, уровень каждого из которых может изменяться в динамическом диапазоне а" т. е. устройство измеряет отношения в10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 60 6диапазоне от единицы до д" Благодаря симметрии каналов в устройстве не имеет значения, на какой его вход подано большее из напряжений У и Е. Точность измеряемого отношения в предлагаемом устройстве определяется погрешностями блоков 1, 4, 7, 8 и делителей 3, 6. Предмет изобретенияУстройство для вычисления отношения напряжений, содержащее два управляемых делителя напряжения, выход одного из которых соединен с первым входом блока сравнения, реверсивный счетчик с включенными на его входах ключами сложение и вычитание, импульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых отношений и повышения точности работы устройства, в него введены два блока изменения масштабов входных напряжений, отсчетно-регистрирующий блок, два усилителя, два дешифратора, схемы НЕ и ИЛИ и дополнительный реверсивный счетчик, с включенными на его входах дополнительными ключами сложение и вычитание, импульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнения, управляющий вход первого ключа вычитание соединен с выходом первой схемы ИЛИ, один вход которой подключен к первому выходу перьвого дешифратора, соединенного входами с выходами основного реверсивного счетчика, а второй вход через схему НЕ подключен к управляющему входу второго ключа сложение и последнему выходу второго дешифратора, соединенного входами с выходами дополнительного реверсивного счетчика, управляющий вход третьего ключа вычитание соединен с выходом второй схемы ИЛИ, подключенной к первому выходу второго дешифратора и соединенной через вторую схему НЕ с последним выходом первого дешифратора и управляющим входом четвертого ключа сложение, причем выходы обоих дешифраторов соединены с входами отсчетно-регистрирующего блока и управляющими входами соответствующих управляемых делителей напряжения, информационный вход каждого из которых через усилитель подключен к выходу соответствующего блока изменения масштабов входного напряжения, соединенного с соответствующими входами отсчетно-регистрирующего блока, подключенного одним из входов к выходу блока сравнения, причем второй вход блока сравнения соединен с вы. ходом второго управляемого делителя напряжения.477426 Составитель А. Наумов Техред М, Семенов Редактор Б. Нанкнна Корректор О. Тюрина МОТ, Загорский филиал Заказ 7690 Изд. Уф 1659 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иабд. 4/5