Цифровой измерительный прибор

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАН ИЕИ ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл,- (; 018 61) Дополнительное к ав вид-ву Заявлено 11,12.75 (21) 21986 5/08 рисоединением заявки М Гасударственный комитет Совета Министров СССР оо делам иоаоретений н открытий(43) Опубликовано 25.01.77.Бюллетень3 УДК 621.32 (088. 8) 5) Дата опубликования исания 18.05,7(71) Заявитель 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР 5 Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в цифровых приборах автоматических систем контроля.Известны цифровые измерительные приборы, содержащие счетчики импульсов, три геры, элементы И, в которых перекжочение пределов измерения осуществляется автома тически 1 . Однако они обладают малой надежностью 10 работы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой измерительный прибор, содержащий счетчики импульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И, блок эталонных элементов, индикатор пределов измерения и преобразователь код-напряжение, который выбирает предел измерения автоматически до тех пор, пока выходное напряжение блока эталонных элементов не выйдет за пределы выбранного диапазона измерения (2.Однако он имеет малое быстродействие,Целью изобретения является сокращение времени выбора и переключение пределов измерения. 25 Это достигается тем, что в цифровой измерительный прибор, содержащий четыре счетчика импульсов, выходы которых соединены с входами преобразователя код-напряжение, пять триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами блока эталонных элементов индикатора пределов измерения и элемента ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы второго триггера соединечы с выходами второго и третьего элементов И, первый и второй входы третьего триггера соединены с выходами четвертого и пятого элементов И, первый и второй входы четвертого триггера соединены с выходами шестого и седьмого элементов И, первый вход пятого триггера соединен с выходом восьмого элемента И, первые входы второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И соединены с выходом инвертора, а первые входы первого, третьего, пятого и седьмого элементов И соединены со входом инвертора, введены резистор сдвига, линия задержки, сравнивающее устройство, устройство управления, узел выборочного сброса, управляемый переключатель, генератор импульсов, компаратор, причем первый вход устройства управления соединен с клеммой "пускф, второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом регистра сдви га, третий вход соединен с выходом генератора импульсов, с первым входом сравнивающего устройства и с первым выходом управляемого переключателя, первый выход устройства управления соединен со вторым вхо дом регистра сдвига, второй выход соединен со входом управляемого переключателя, четвер тый вход устройства управления соединен с третьим входом регистра сдвига, с выходом четвертого счетчика импульсов и со вторым 15 выходом управляемого переключателя, третий выход которого соединен с первыми входами счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены через узел выборочного сброса с первым выходом регистра сдвига, второй выход первого счетчика импульссв через компаратор соединен сс своим третьим входом, выход пресбразователя код-напряжениесоединен со вторым входом сравниваюшегэ25 устройства, третий вход которого соединен с выходом блока эталонных элементов, первый выход сравнивающего устройства соединен со входом инвертора, а второй выход через линию адержки соединен с вторыми30 входами второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И, второй выход регистра сдвига соединен со вторыдги входад.и первого и вторсго элементов И, третий выход регистра сдвига ссединен со вторым входом35 третьего элемента И и с третьим входом четвертого элемента И, четвертый выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого элемента И и с третьим входом шес- ТОГО ЭЛЕМЕНта Ии ПЯтЫй ВЫХС 1 Д РЕГИСтРа СДВИ 40 га соединен со вторым входом седьмого элемента И и с третьим входом восьмого эл мента И, шестой выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого триггера.На чертеже дана структурная схема пред 45 лагаемого прибора.Прибор содержит устройство управления 1, управляемый переключатель 2, генератор импульсов 3, регистр сдвига 4, узел выборочного сброса 5, компаратор 6, счетчики импульсов 7-3 О, преобразователь код-напряжение 11, сравнивающее устройство 12, инвертор 13, линию задержки 14, элементы И 15-22, триггеры т 23-27, блок 28 эталонных элементов, элемент ИЛИ 29, инди катор 30 пределов измерения,Устройство работает в два цикла следующим образом.В начале выбора предела измерения счетчики и все триггеры устанавливаются в ну 60 левое положение. Измеряемое напряжение подается через блок 28 на один из входов устройства 12.В первом цикле после прихода команды "пуск" устройство 1 выдает потенциальную команду на переключатель 2, через который импульсы с генератора 3 поступают на вхэды счетчикэв 7-10, При кэдэвэй кэмбинации счетчика 7,равнэй Я =9-( - е -1) импульсов,ХАгде Ь - пэрог чувствительнэсти сравнивающегэ устрэйства, равный единице дискретнэсти прибэра;Ь - порог чувствительности сравнивающего устройства 12, равный нескольким единицам дискретности;срабатывает компаратор 6 и выдает запрет по счетному входу счетчика 7 младшей декады.При записи девятого импульса счетчик 1 0 старшей декады выдает одновременно команду в переключатель 2, на регистр сдвига 4 и устройство управления 1, запрещая прохождение импульсов на счетчики. Регистр сдвита 4 опрокидывается и устанавливается в состояние "1 ", разрешая опрос триггеров 27 и 2 б. Набранный код счетчиков 7-10 преобразуется в эталонное напряжение на выходе преобразователя 1 1. Это напряжение соответствует основному пределу цифрэвогс измерительного прибора, уменьшенного на величину Ьй - Ь 4, подается на устройство 12.Сигналы с выхода гресбразователя 1 1 и блока 28 эталонных элементов анализируются на соответствие пороговым уровням с помощью сравнивающего устройства 12, Алгоритм работы устройства 12 удовлетворяет услэвие;111, - 1/) л=СУС 1 СтЛЦ -)1 тУйо, еслц, УС-СУйи - Бит и а =1,ЕСлц,/1.1 /,1иЛ 1.),11 - )1 Э ) ъиЬ О,еСАц Ух (эт)СЬгде У - напряжение на выходе блэка 28 эталонных элементов;Ует- напряжение на выходе преобразователя 11;Еи Е - напряжения на выходах сравниваю 1 2щего устройства 12.При разрешении с регистра сдвига 4 и налгали сигналов ги и с устройства 1 й отрывается только элемент И 15, а элемент И 16 блокируется инвертируюшиъ; сигналом(для того, чтобы не произошло ложногосрабатывания последующего триггера ) . Дляисключения ложного срабатывания элемента И 16 при одновременном появлении сигналов Й и . по сигналу предусмотрена ли 2ния задержки 14, Выходным сигналом с элемента 16 включается триггер 27 старшего предела измерения, при этом от сигнала элемента 28 запрещается работа устройства 1 и сбрасываются включенные триггеры регистра сдвига 4.В случае наличия только сигнала ; при 10 разрешении на втором выходе регистра сдвига 4, открывается элемент 16. Выходным сигналэд с элемента И 1.6 вкгдочается триггер 26 следующего предела измерения, при этом, как в предыдущем и последующих слу чаях, в момент срабатывания триггера гредела. измерения от сигнала элемента 28 запрещается работа устройства управления и сбрасываются вклю:енные триггеры регистра сдвиг а. 20При отсутствии сигналов - ичто свидетельствует о меньшей величине сигнала по сравнению с эталонным напряжением, начинается второй цикл работы устройства.Во втором цикле происхэдит процесс подекадного уменьшения эталонного напряжения и последовательный опрос следующих элементов И 17-22, выходы которых соединены с соответствующими триггерами.30Процесс формирования происходит следующим образом. Регистр сдвига 4 осуществляет последовательный сброс предыдуших триггеров и включение последующих, а также через узел 6 производит последовательный сброс счетчиков 10, 9, 8, 7 начиная со старшей декады, После каждого такта регистра сдвига 4 и сбрэса счетчиков производится мгновенный опрос элементов И до тех пор, пока не появится сигнал с устройства 40 12.Быстродействие устройства определяется числом пределов; так, для пятипредельного измерительного прибора время равно девяти периодам тактирующего сигнала плюс пять периодов, затрачиваемых во втором цикле на выбор предела.Период тактирующих импульсов определяется быстродействием сравнивающего устройства и преобразователя код-напряжение.50 Поэтому быстродействие предлагаемого устройства значительно превышает быстродействие других аналогичных устройств.55формула изобретенияЦифровой изд.ергу ельный прибор, содержащий четыре счетчика импульсов, выходы60 кэтэрых соединены с входами преобразователя код-напряжение, пять триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами блока эталонны.= элементов индикатора пределов измерения и элемента ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, первый и второй вхэды втэрого триггера соединены с выходами второго и третьего элементов И, первый и второй входы третьего триггера соединены с выходами четвертого и гятого элементов И, первый и второй входы четвертого триггера соединены с выходами шестого и седьмого элементов И, первый вход пятэго триггера соединен с выходом восьмого элемента И, первые входы второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И соединены с выходом инвертора, а первые входы первого, третьего., пятогэ и седьмого элементов И соединены со входом инвертэра, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью сокрашения времени выбора и переключения пределов измерения, в него введены регистр сдвига, линия задержки, сравнивающее устройство, устрэйство управления, узел выборочного сброса, управляемый переключатель, генератор импульсов, кэмпаратор, причем первый вход устройства управления соединен с клеммой "пуск", второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом регистра сдвига, третий вход сэединен с выхэдом генератора импульсов, с первым входом сравнивающего устройства и с первым выходом управляемого переключателя, первый выход устройства управления соединен со вторым входом регистра сдвига, второй выход соединен со входом управляемого переключателя, четвертый вход устройства управления соединен с третьим входод регистра сдвига, с выходом четвертэгэ счетчика импульсов и со вторым выходом управляемого переключателя, третий выход которого соединен с первыми входами счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены через узел выборочного сброса с первым выхэдом регистра сдвига, второй выход первого счетчика импульсов через компаратор соединен со своим третьим входом, выход преобразователя код-напряжение соединен со вторым входом сравнивающего устройства, третий вход которого соединен с выходом блока эталонных элементоь,первый выход сравнивающего устройства соединен со входом инвертора, а второй выход через линию задержки соединен с вторыми входами второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И, второй выход регистра сдвига соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, третий выход регистра сдвига соединен со вторым вхэдод третьего элемента И и с третьим входом четвертого элементаЗаказ 789/62 Тираж 1052 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент" г, Ужгород, ул, Проектная, 4 И, четвертый выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого элемента Ии с третьим входом шестого элемента И,пятый выход регистра сдвига соединен совторым входом седьмого элемента И и стретьим входом восьмого элемента И, шестой выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авт, свид,278812 М. Кл,06 Р 11/08, 26.05.69. 2. Авт, свид.241539 М, Кл,01 К 15/08, 14.03.68. (прототип).