Дискретно-аналоговый измерительный прибор

О П И СА Н И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциапистическикРеспублик и 993140(23)ПриоритетОпубликовано 30,01,83 . БюллетеньДата опубликования описания 30.01,83(51)М. Кд. 6 О К 19/00 Гвсудлретееккые кфееитет СССР лв аелаи кзаеретекик и етлрытийИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на приборостроительных предприятиях, изготавливающих измерительные приборы без подвижных частей.5Известны дискретно-аналоговые измерительные приборы, содержащие аналаго-цифровой преобразователь (ЯЦП) в число-импульсный код в виде преобразователя измеряемой величины во то временной интервал и генератора импульсов, заполняющих этот интервал, газоразрядную индикаторную панель со схемой управления и формирователи анодного напряжения. указателем ве личины измеряемого сигнала в иих является столбик светящихся элементов, расположенный между нулевой риской шкалы и риской,:соответствующей указанной величине измеряемого сигнала 1.Недостаток укаэанных приборов- сравнительно большая мощность, по" требляемая газоразрядной индикаторномпанелью при большой длине светящегосястолбика (при отображении большихзначений измеряемого сигнала).Наиболее близким техническим решением к предлагаемому. является электроизмерительный дискретно-аналоговыйприбор, содержащий АЦП с параллельным кодом на выходе, дешифратор параллельного кода в позиционный, оптоэлектронное отсчетное устройство, состоящее из шкалы и светоизлучающихэлементов - светодиодов, установленных вдоль шкалы с постоянным шагом./,При этом указатель измеряемой величины может иметь форму как столбика,так и одиночной полоски 2 1 . Недостаток известного прибора- малая надежность считывания покаЬаний, обусловленная необходимостью определения середины светящегося элемента (положение которой относительно рисок шкалы соответствует значению из"3 993 меряемой величины) малой площадью светящегося элемента и воэможностью полной потери информации при выходе из строя хотя бы одного из светоизлучающих элементов или цепи его вклю 5 чения,Цель изобретения - повышение надежности считывания показаний,Поставленная цель достигается тем,что дискретно-аналоговый измерительный прибор, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с параллельным кодом на выходе, дешифраторпараллельного кода в позиционный,оптоэлектронное отсчетное устройство, 5состоящее из шкалы и ряда светоизлучающих элементов, например светодиодов, установленных вдоль шкалы с постоянным шагом, снабжен параллельнымкомбинационным сумматором, генератором импульсов и дополнительным светоизлучающим элементом, причем выходыАЦП поразрядно соединены со входамидля многоразрядного числа сумматора,выход генератора импульсов соединенсо входом для одноразрядного числасумматора, выход для суммы сумматорапоразрядно соединен со входами дешифратора, дополнительный светоизлучающий элемент установлен в конце ряда,а весь ряд сдвинут относительно рисокшкалы на полшага в сторону началашкалы,На чертеже изображена блок-схема прибора.Дискретно-аналоговый измерительный прибор содержит АЦП 1 с входом 2, на который поступает измеряемый сигнал Х, и выходами 3,1, 3.2,. , 3.п, с которого выдается параллельный и-разрядный код, пропорциональный сигналу Х, параллельный комбинационный сумматор 4 со входами 5 1, 5 2 5.п для многоразрядного числа, входом 6 для одноразрядного числа и выходами 7.1, 7.2, ,7.п для суммы;генератор 8 прямоугольных (или близких к ним по форме) импульсов с вы" ходом 9, дешифратор 10 параллельного кода, поступающего на его входы 11. 1, 1.211,п в позиционный код, снимаемый с его выходов 12,1, 12,2 12.щ, оптоэлектронное отсчетное устройство 13 со входами 14,1, 14,214,в, состоящее из шкалы 15, имеющей ,риски 16 и оцифровку 17, и ряда светоизлучаюших элементов - светодиодов 40418,1, 18.2, , 18.к, расположенныхвдоль шкалы 15 с постоянным шагом,Выходы 3.1-3,п АЦП 1 поразрядносоединены со входами 5.1-5,п сумматора 4 (цепи: 31 51 3.2 - 5.2 13 п - 5.п). Выход 9 генератора 8импульсов соединен со входом 6 сумматора. Выходы 7,1-7,п сумматора поразрядно соединены со входами 11.1-11.пдешифратора 10 (цепи 7.1 - 11.1, 7,211.2 , 7,п - 11,и), Выходы 12.12.щ дешифратора соединены с соответствующими входами оптоэлектронногоотсчетного устройства (цепи 12,1-14.1,12.2-14,2, , 12.щнп), Дополнительный (по сравнению с известнымустройством) светодиод 18.1 установлен в конце ряда светодиодов 18,118.1 причем весь ряд светодиодовсдвинут на полшага в стооону началашкалы 15, в результате чего риска 0шкалы 15 расположена на средней линии,проходящей между первыми двумя светодиодами 18,1 и 18.2.Если светодиоды 18.1-18.к соединены по однокоординатной схеме, тоК=щ, а если по двухкоординатной, тощ - 2)%.Прибор работает следующим образом,Измеряемый сйгнал Х поступает навход 2 АЦП 1 и преобразуется в параллельный и-разрядный код на выходах3,1-3.п АЦП, Этот код поразрядно поступает на входы 5.1-5.п сумматора 4,Если на вход 6 сумматора при этом свыхода 9 генератора 8 импульсов поступает нуль, то на выходе 7 сумматора (осуществляющего сложение кодовна его входах) будет тот же код, чтои на выходах 3,1-3.п АЦП. Этот кодпоступает на входы 11,1-11.п дешифратора 10, который преобразует его впозиционный код на выходах 12,1-12.щв результате чего питание (цепи питания не показаны) поступит на одиниз ряда светодиодов 18.1-18,1, Еслиже на вход 6 сумматора 4 поступитединица, то эта единица просуммируется с кодом на входах 5.1-5.п и навыходе 7 появится код, увеличенный наединицу по сравнению с кодом на выходах 3.1-3.п АЦП 1. При этом питаниепоступит на светодиод, следующий заранее возбужденным.При работе генератора 8 импульсовдва расположенных рядом светодиодабудут включаться поочередно. ЕслиФормула изобретения 5 9931частота генератора достаточна (50 Гци выше), то вследствие инерционностиглаза оператор будет видеть световойуказатель в виде двух светящихся элементов и темную полоску между ними.Эта полоска и соответствует значениюсигнала М по шкале отсчетного устройства,Для обеспечения необходимой яркости светодиодов амплитудное значение 1 Отока через них выбрано вдвое большеноминального среднего значения (из-заскважности их включений равной 2).В приборах, где АЦП по своей структуре также содержит генератор прямоугольных импульсов, один из выходовэтого генератора можно использоватьв качестве генератора 8 импульсов,В качестве сумматора могут бытьиспользованы серийные параллельные 20комбинационные сумматоры (например,микросхемы К 76 ИМ 1, К 561 ИМ 1). В этомслучае возможно в качестве входа длясуммирования одноразрядного числа использовать либо вход переноса, зазем лив при этом входы всех разрядов длявторого многоразрядного числа либовход разряда "единица" второго многоразрядного числа, заземлив при этомвходы остальных разрядов второго многоразрядного числа и вход переноса,Таким образом, световой указательв предлагаемом устройстве состоит издвух светящихся элементов и узкойтемной полоскимежду ними, что позволяет повысить надежность считыванияпоказаний: ширина темной полоски визуально в 2-3 раза меньше светящегосяэлемента, поэтому истинное положениеуказателя относительно шкалы опреде- о.ляется более надежно; площадь светящейся поверхности указателя увеличивается вдвое при той же яркости, чтоособенно важно при считывании показаний с больших расстояний; выход изстроя одного из светодиодов или цепиего питания не приводит к полной потере информации, так как второй светодиод указателя при этом продолжаетч 0 6свегиться. (В этом случае, естественно, появляется погрешность считывания, равная половине погрешности дискретности прибора, однако возможность снятия показаний остается).Предлагаемое устройство позволяет реализовать в оптоэлектронных измерительных приборах достоинства светового указателя в виде "зайчика" с темной полосой в середине, который широко используется в электромеханических аналоговых приборах. Дискретно-аналоговый измерительный прибор, содержащий аналого-циФровой преобразователь ( АЦПс параллельным кодом на выходе, дешифратор параллельного кода в позиционный, оптоэлектронное отсчетное устройство, состоящее из шкалы и ряда светоизлучающих элементов, например светодиодов, установленных вдоль шкалы с постоянным шагом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности считывания показаний, он снабжен параллельным комбинационным сумматором, генератором импульсов и дополнительным свето- излучающим элементом, причем выходы АЦП поразрядно соединены с входами для многоразрядного числа сумматора, выход генератора импульсов соединен со входом для одноразрядного числа сумматора, выход для суммы сумматора поразрядно соединен с входами дешифратора, дополнительный светоизлучающий элемент установлен в конце ряда, а весь ряд сдвинут относительно рисок шкалы на полшага в сторону начала шкалы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 676937, кл. С 01 В 19/00, 06.12.76. 2. "Приборы и системы управления",1973, М 8, с.25-26 (прототип).993140 Составитель Т,ВеремейкинаРедактор А,Фролова Техред Ж, Кастелевич Корректор В.Прохненкощщщ щ щ щ щщщщщщщщ щ щщщщщвщ щ щ щщщщ щщщщщщй щщ щ евЮ а писСР д иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 447/59 Тираж 708 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ркомитетаи открытий ушская наб