Устройства для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 951694(22) Заявлено 26. 09,80(21) 2987152/18" 21с присоелинением заявки РЙ(5)М, Кл. Н 03 К 13/08 Гвеудароткнный комитет СССР по делом изобретений в открытий(088.8) Опубликовано 15. 08. 82. Бюллетень,В 30 Дата опубликования описания 17. 08. 82(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ ВЕЛИЧИН С АВТОМАТИЧЕСКИМ ИАСШТАБИРОВАНИЕИ 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова" но в измерительных приборах, а также в информационных измерительных системах для измерения аналоговых величин в широком диапазоне с автоматическим масштабированием,Известно устройство для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием, содержащее после"1 О довательно соединенные блок изменения масштаба, селектор шкалы, первый распределитель импульсов, первый элемент И и первый генератор синхроимпульсов, аналого-цифровой преобразователь ( АЦП ), например, поразрядного уравновешивания, включающий в себя последовательно соединенные нуль-орган, цифро-аналоговый преобразователь ( ЦАП ), блок управления, второй щ распределитель импульсов, второй элемент И и второй генератор синхроимпульсов, одновибратор, при этом вто" рой вход блока изменения масштаба яв 2ляется первым входом устройства, вход одновибратора - вторым входом устройства, выход блока изменения масштаба соединен с вторым входом нуль-органа, выход которого соединен с вторым входом блока управления, выход одновибратора соединен с входами генераторов синхроимпульсов и с вто" рыми входами распределителей импуль" сов, вторым входом селектора шкалы и третьим входом блока управления.Известное устройство содержит также дешифратор минимального значения, определяющий соответствие между входным аналоговым сигналом, равным нулю, и выходным кодом АЦП ( например, "1.00" ) и дешифратор максимального значения, определяющий соответствие между входным аналоговым сигналом, превышающим величину напряжения, огра" ниченного возможностями АЦП, и максимально возможным кодом АЦП (напри" мер "1, 1 1" для положительной по" пярности и "0.00" для отрицательнойполярности входного аналогового сигнала) ( 1,Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие из-занеобходимости каждый раз перед тем,как переключить шкалу следующего масштаба, осуществить цикл преобразования ЛЦП, В результате время измеренияопределяется числом синхроимпульсов,затраченных на перебор шкал масштаби фрования, и числом синхроимпульсовзатраченных на все циклы преобразования АЦП, которые необходимы для выбора нужной шкалы масштабирования.Цель изобретения - повышение быстродействия,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием, содержащее одновибра- .20тор вход которого соединен с первойвходной шиной, последовательно соединенные, блок изменения масштаба, второй вход которого соединен с второйвходной шиной, селектор шкалы, первый распределитель импульсов, первыйэлемент И и первый генератор синхро-,импульсов, аналого-цифровой преобразователь, выполненнь 1 й на последовательно соединенных нуль-органе, циф- ЗОро"аналоговом преобразователе, блокеуправления, втором элементе И, второмраспределителе импульсов и второмгенераторе синхроимпульсов, второйвход которого соединен с вторым вхо" Здом первого генератора синхроимпульсов, выходом одновибратора, с вторыми входами распределителей импульсов, вторым входом селектора шкалыи третьим входом блока управления, 4 оа второй вход нуль-органа соединенс выходом блока изменения масштаба,а его выход соединен с вторым входомблока управления, введены последовательно соединенные элементы ИСКЛЮЧАЮ. уЩЕЕ ИЛИ И"НЕ и НЕ, при этом первыйвход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом нуль-органа, второйвход - с первым выходом блока управления, второй вход элемента И"НЕ со"единен с первым выходом второго рас"пределителя импульсов, а выход - свторым входом второго элемента И,выход элемента НЕ соединен с вторымвходом первого элемента И.3На чертеже представлена устройство для измерения аналоговых величинс автоматическим масштабированием. Уст ройст во содержи т блок 1 и зменения масштаба, селектор 2 шкалы, первый распределитель 3 импульсов, первый элемент 4 И., первый генератор 5 синхроимпульсов, аналого-цифровой преобразователь ( АЦП) 6 поразрядногоуравновешивания, включающий в себяпоследовательно соединенные нуль-орган 7, цифро-аналоговый преобразователь ЦАП 8, блок 9 управления,второй распределитель 1 О импульсов,второй элемент 11 И и второй генератор 12,синхроимпульсов. Устройствосодержит также одновибратор 13, первую входную шину 14, вторую входнуюшину 15., первые выходные шины 16выходы селектора 2 шкалы) вторые выход"ные шины 7 устройства ( выходы блока 9 управления), элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 19 И-НЕ и элемент 20 НЕ,Устройство работает следующим образом.При подаче сигнала на первую входную шину 14 срабатывает одновибратор 13 и устройство устанавливаетсяв исходное состояние, При этом в блоке 1 изменения масштаба устанавливается минимальная шкала, на выходеблока 9 управления формируется код"1.000", на выходе ЦАП 8 - напряжение Оцо, О, а на первом выходе второго распределителя 10 импульсов устанавливается логический "0",Таким образом, на выходе элемента 19 И-НЕ устанавливается "1, а на выходе элемента 20 НЕ - "0". В результате на второй вход элемента 11 И поступает "1", а на второй вход элемента 4 И - "0". После окончания импульса одновибратора 13 гене" ратор 12 синхроимпульсов выдает первый импульс. Этот импульс, пройдя элемент 11 И, поступает на распределитель 10 импульсов, на первом выходе которого формируется единичный потенциал. В зависимости от полярности4сигнала Ох, поступающего с блока 1 изменения масштаба на вход нуль-органа 7, относительно Оцдлнуль"ор" ган 7 выдает на выход сигнал логического "0" или "1". Сигнал логического "0выдается при условии 070 "1" при Цс 0 . Если на вторую входную шину 15 поступает напряжение отрицательной полярности, то к моменту прохода первого импульса О,(с Опоя. На выходе нуль-органаустанавлива5 951694 6ется "1". По этому сигналу первым им- ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ появляется "1", такпульсом с распределителя 10 импуль- , как с первого выхода блока 9 управ сов в блоке 9 управления на первом ления поступает "1". На выходе эле. выходе устанавливается "0", т.е. с мента 20 НЕ " "1", элемент 1 И закре"блока 9 управления выходит кодб 9 я ыходит код "Овается элемент 4 И открывается и00 н цто формирует на выходе ЦАП 8 т.д., и начинается масштабирование.напряжение отрицательной полярности, Когда масштабирование заканчиваетсясоответствующее максимальному знаце 0 С 1 п на выходе нуль"органа 7нию для минимальной шкалы блока 1 из- появляетс я "1" на выхо е элемен дия масштаба, При этом, если Ос 10 та 18 ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ " "0", на вьюменения масшта а,-."1" на вы"О. ап на выходе нуль-органа 7 ос- ходе элемента 19 И"НЕ - . , нцап н внта 20 НЕ - "0" элемент 4 Итается , ре у"1" В ез льтате на выходе эле" ходе элемента 20я элемент 11 И открывается,мента 18 ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ появляется закрывается, элемент 1 р"1", на выходе элемента 919 И-НЕ - и начинается цикл преобразования"Она на выходе элемента 20 НЕАЦП 6. Результат преобразования инчФдицируется на выходах 16 и 17 устроиЭлемент И 11 закрывается, а элемент 4 И открывается, генератор 5ства.синхроимпульсов выдает импульс для Таким образом, по сравнению с промасштабирования. тотипом при преобразовании аналогово26Промасштабированное в блоке 1 из го сигнала повышаетсв быстродействиеменения масштаба напряжение постУпает преобразования, .так как сокращаетсяна вход нуль-органа 7 и, если снова число импульсов, затраченных на перейкОцап, то происходит вновь отра-бор шкал масштабирования и на весьботка элементов 18, 19 4 генера- цикл преобразования,25тора 5, распределителя импульсов 3,селектора 2, блока 1 до тех пор, покане станет Ох 70 цоп.Тогда на выходе формула изобретениянуль"органа 7 появляется "0", на вы"ходе элемента 1.8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ- Устройство для измерения аналого 1 и 30"0", на выходе элемента 19 И-НЕ -вых величин с автоматическим масшта"на выходе элемента 20 НЕ - "0". Эле .бированием, содержащее одновибратор,Мент 11 И открывается, элемент 4 И . вход которого .подключен к первойзакрывается, и генератор 12 синхро- входной шине, последовательно соединенимпульсов начинает подавать импульсы ные блок изменения масштаба, второйдля преобразования в АЦП 6. На пер- з вход которого соединен с второй входвом выходе распределителя 1 О импуль" ной шиной селектор шкалы; перйыйсов появляется нулевой потенциал ко- .распределитель импульсов, первый эле-.торый сохраняется на весь цикл рабо- мент И и первый генератор синхроимты АЦП, цто запрещат переход к мас- пульсов аналого-цифровой преобразо-,штабированию. После завершения цикла ватель, выполненныи на последователь"4 Оюпреобразования в АЦП результат преоб- но соединенных нуль-органе, цифро"разования устройства индицируется на .аналоговом преобразователе, блоке упвыходах 16 и 17 устройства,равления, втором распределителе имЕсли на вторую входную шину 15 по- пульсов, втором элементе И и второмступает напряжение положительной по- генераторе синхроимпульсов, второйлярности, то к моменту прихода перво- вход которого соединен с вторым вхо"го импульса ОХ 7 13 .На выходе нуль-ор- дом первого генератора синхроимпульгана 7 устанавливается "О". По этому сов, выходом одновибратора, с вторы.ми входами распределителей импульсов,лителя 10 импульсов в блоке 9 управ- вторым входом селектора шкалы и треления устанавливается кодя код "1-1" что тьим входом блока управления, а втоформирует на выходе ЦАП 8 напряжение рой вход нуль"органа соединен с выхоположительнои полярности, сьти соответст- дом блока изменения масштаба, а еговующее максимальному значению для миацению для ми- выход соединен с вторым входом блоканимальной шкалы блока 1 изменения управлепавления отли цающвесямасштаба. При этом, если снова ОрЦщ тем, что, с целью повышения быстрона выходе нуль-органа 7 остается 0 . действия, введя вв ены последовательноВ результате на выходе элемента 18 соединенные Элеме нты ИСКЗЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 951694 8 И-НЕ и НЕ, при этом первый вход эле- входом второго элемента И, выход элемента ИСКЛОЧАЮЦЕЕ ИЛИ соединен с вы" мента НЕ соединен с вторым входом ходом нуль-органа, второй вход " с первого элемента И.первым выходом блока управления, вто- Источники информации, рой вход элемента И-НЕ соединен спринятые во внимание при экспертизе первым выходом второго распредели. Патент США У 3.187.323, теля импульсов, а выход -. с вторым кл. 340"347,. 1965.ляе ж 959ого комитетний и открыРащская наУжгород, у Проектн Составитель Лая Техоеа К.Мыць Редактор Л. ВеселовскЗаказ 5973/75 ТираВНИИПИ Государственнпо делам изобрете1130 Д 5 Москва,Ж-ЗД,Филиал ППП "Патент", г. КорректорПодписноеСССРий