Цифровой вольтметр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 875624 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) П риоритет Опубликовано, 23.10.81.Бюллетень 39 ло делам иаобретеиий и открытий(53) УДК 681 .325(088.8) Вата опубликования описания 23.10.81(72) Авторы изобретения А. Ж, Виксна и М.А. Элстс Специальное конструкторское бюро научнгприборостроения Института механики полймерАН Латвийской ССР 1) Заявител 54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР вреИзобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к приборам для измерения действующего значения сигналов произвольной формы или второго начального момента стационарного случайного сигнала,Изветен вольтметр действующего значения напряжения с преобразованием напряжения в частоту, содержащий два блока сравнения, аналоговый сумматор и отсчетный блок 11 1.Однако точные измерения этим уст-. ройством возможны лишь при относитель но низких частотах.Известен вольтметр действующего значения напряжения, содержащий два стробируемых блока сравнения, элемент ИЛИ, генератор строб импульса, преобразователь код-аналог и отсчетный блок 2 ).В этом устройстве реализован метод статистических испытаний, обладающий, как известно, большой статической погрешностью, снижение которой осу ществляется за счет увеличемени измерения. Известен также цифровой интегрирующий вольтметр действующего значения напряжения, принцип действия которого также основан на методе статистических испытаний, содержащий преобразователь код-аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам двух блоков сравнения, вторые входы которых объединены и являются входом устройства, а выходы через элемент ИЛИ подключены к управляющему входу накапливающего сумматора, выход которого подключен ко входу отсчетного. блока, вход управления которого вместе со входом записи начальных условий накапливающего сумматора через счетчик подключен к выходу генератора .строб-импульсов, который подключен также ко входам стробирования обоих блоков сравнения 13 1.875624 И и 1=0 о 1=0 " 1 то 43где Р.( , ) " вероятность появленияпсевдослучайного числана выходегенератора 7.Коэффициент Ч определяется блоками 1 и 2 сравнения1, если (х1 7 1(О, если х(С С1 Однако в этом устройстве не реали-,зованы все потенциальные точностныевозможности стохастическогопринци,па измерения действующего значениянапряжения 5Целью изобретения является повышение точности измерения,Поставленная цель достигаетсятем; что в цифровой вольтметр, содержащий преобразователь код-аналог, 30.прямой и инверсный выходы которогоподключены к первым входам двух блоков сравнения, вторые входы которыхобъединены и соединены со входной шиной, а выходы через элемент ИЛИ подключены к управляющему входу накапчливающего.сумматора, выход которогоподключен ко входу отснетного блока,вход управления которого вместе совходом записи начальных условий накапливающего сумматора через счетчикподключен к выходу генератора строб-иипульсов, который подключен такжеко входам стробирования обоих блоков сравнения, введены генераторпсевдослучайных чисел, постоянный за-.поминающий блок и элемент задержки,причем выход генератора строб-импульсов подключен к тактовому входугенератора псевдослучайных чисел, выход которого соединен со входом преобразователя,код-аналог и адреснымвходом постоянного запоминающего блока, выход которого подключен к информационному входу накапливающего сум"матора, тактовый вход которого черезэлемент задержки соединен с выходомгенератора строб-импульсов.На чертеже изображена функциойаль"ная электрическая схема вольтметра,Цифровой интегрирующий вольтметрсодержит две стробируемые схемы 1 и2 сравнения, одни входы которых объединены и являются входом устройства, а вторые входы подключены кпрямому и инверсному выходу преобразователя 3 код-аналог. Выходы схем1 и 2 сравнения через логическийэлемент ИЛИ .4 подключены к управляю"щему входу накапливающегосумматора.5, Выход генератора б строб-импуль .соЮ подключен ко входам стробирования обеих схем 1 и 2 сравнения,тактовому входу генератора 7 псевдослучайных чисел, тактовому входусчетцика 8 и через элемент 9 задерж- ыки к тактовому входу накапливающегосумматора 5. Выход генератора 7псевдослучайных чисел подключен к ин" 4формационному входу преобразователя 3 код-агалог и адресному входу постоянного запоминающего устройства 1 О, выход которого подключен к информационному входу накапливающегр сумма" тора 5, Выход счетчика 8 подключен ко входу записи начальных условий на.с капливакпщего сумматора 5 и входу упра-. вления отсчетного устройства 11, вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора 5.Устройство работает следующим образом.Блоки 1 и 2 сравнения вместе с элементом ИЛИ 4 сравнивают входной сигнал Хс сигналом преобразователя 3 код-аналог(й)Результат измерения формируется в виде суммы где подкоренная сумяа равна и а О Еявляется апаратной констан 1=Отой. Эту константу необходимо вычис. - лить для конкретного генератора 7 псевдослучайных чисел при заданном п и перед каждым измерением записывать в накапливающий сумматор 5 в виде начальных условий. Коэффициенты а для конкретного генератора 7 псевддослучайвых чисел на этапе цроектирования ;.вычисляются и записываются в постоянный запоминающий флок 10. Для к-разрядных псевдослучайных чисел число коэффициентов равно 2 . Величина коэффициента Ф равна При такой методике измерения дейСтвукнцего значения напряжения погрешность измерения не зависит от формы сигнала. По сравнению с известным875624 5 максимальная погрешность измерения предлагаемым устройством уменьшается в 2,07 раза.После окончания очередного цикла измерения под воздействием сигнала 5 переполнения счетчика, содержимое накапливающего сумматора 5 перепи" сывается в отсчетный блок 11, в котором извлекается квадратный корень и полученный результат измерения индицируется, Одновременно в накапливающем сумматоре 5 записывается код равный сумме Я . . Под воздейст 1:овием генератора 6 строб-импульсов генератор 7 псевдослучайных чисел вырабатывает первое псевдослучайное число, которое преобразователем 3 код-аналог преобразуется в аналоговую форму, причем сигналы на прямом и инверсном выходах имеют противоположные знаки и равны по абсолютному значению. Аналоговый сигнал Ц сравнивается блоками 1 и 2 сравнения с измеряемым сигналом. Если 1 х (1)(уЩ, 25 то на выходе элемента ИЛИ 4 появляется сигнал логической единицы, В противоположном случае на выходе элемента ИЛИ 4 имеется сигнал логического нуля. Псевдослучайное чис лоявляется адресом постоянного0запоминающего блока 10. В ячейке памяти с адресомзаписан код равный Р,),который поступает на информационный вход накапливающего сум матора 5. Элементом 9 задержки задержанный строб-импульс, воздействуя по тактовому входу накапливающего сумматора 5, добавляет к содержимому сумматора 5 код поступающий с выхода постоянного запоминающего блока 10. Если на выходе элемента ИЛИ 4 имеется логическая единица, то код добавляется со знаком плюс а если ло 1 1 гический нуль - то со знаком минус Число тактов преобразования подсчитывает счетчик 8, который после п тактов преобразования переполняется. После н тактов преобразования в накапливающем сумматоре 5 имеется код, соответствующий выражению (1). Этот код равен квадрату действую;щего значения напряжения. Предложенное устройство при некотором усложнении структуры обеспе". чивает двукратное повышение точности по сравнению с известным. Формула изобретения Цифровой вольтметр, содержащий преобразователь код-аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам двух блоков сравнения, вторые входы которых обьединены и соединены со входной шиной, а выходы через элемент ИЛИ подключены к управляющему входу накап" ливающего сумматора, выход которого подключен ко входу отсчетного блока, вход управления которого вместе со входом записи начальных условий накапливающего сумматора через счетчик подключен к выходу генератора строб-импульсов, который подключен также ко входам стробирования обоих блоков сравнения, о т л и ч а ющ н й с я тем, что, с целью повышения точности,измерения, введены генератор псевдослучайных чисел, постоянный запоминающий блок и элемент задержки, причем выход генератора строб-импульсов подключен к тактовому входу генератора псевдослучайных чисел, выход которого соединен со входом преобразователя код-аналог. и адресным входом постоянного запоминающего блока, выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора, тактовый вход которого через элемент задержки соединен с выходом генератора строб-импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе875 б 24 актор Р. Цицик аказ 9385/86 Т П ВН ен но 113 иал Патент", г, Ужгород, ул. Проектная ИИПИ Государствделам изобре 5, Москва, Ж Составитель Л. БеляеваТехред А, Ач Корректор Н. Швырка ираж 991ного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д.