Измерительный прибор с аналоговым отсчетом

(51) С 01 В 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН свидетельство СС 01 2 19/00, 1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(72) В.П.Бордыков, О.А.Тулинов, Ю.Б.Сомов и А,И.Калимуллин (71) Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации нефтедобычи и нефтехимии(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР С АНАЛОГОВЫМ ЬТСЧЕТОМ, содержащий аналогоцифровой преобразователь, блок элементов И, счетчик, состоящий из последовательно соединенных счетчика младших разрядов и счетчика старших разрядов, дешифратор состояния счетчика младших разрядов и дешифратор состояния счетчика старших разрядов, генератор импульсов, линейную шкалу со светодиодами и распределитель импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом блока элементов И, а первый вход соединен с выходом генератора импульсов, выходы блока элементов И соединены с установочными входами счетчика, выходь которого соединены с входами дешифраторов, а выходы дешифраторов соединены с входа" ми линейной шкалы с светодиодами) о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены регистр, элемент И, элемент НЕ, первый и второй ключи, дополнительные счетчик, дешифратор и линейная шкала с светодиодами, причем входы регистра соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, выходы регистра соединены с входами блока элементов И, управляющий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с дополнительным входом распределителя импульсов, дополнительный выход которого подключен к управляющему входу регистра, нулевые выходы дешифраторов соединены с входами элемента И, выл ход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом элемента НЕ, причем вход первого ключа соединен с вторым выходом С: распределителя импульсов, выход первого ключа - с входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с управляющим входом второго ключа, второй выход распределителя импульсов соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с входом дополнительного счетчика, установочный вход которого соединен с первым выходом распределителя; импульсов, а выход - с входом дополнительного дешифратора, выходы которого соединены с входами дополнительной линейной шкалы с светодиодами.Изобретение относится к измерительной технике.Известен измерительный прибор с,аналоговым отсчетом, содержащийаналого-цифровой преобразовательи дешиФратор, выход которого соединен с оптоэлектронными элементами отсчетного устройства 1 .Недостатками известного прибора являются низкая точность и неудобство считывания показаний.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяизмерительный прибор с аналоговымотсчетом, содержащий аналого-цифровой преобразователь, блок элементов И, первые входы которого соединены с выходами разрядов аналогоцифрового преобразователя, вторыевходы - с первым выходом распределителя импульсов, а выходы - с установочньми входами счетчика, счетный вход которого подключен к второму выходу распределителя импульсов, а выходы - к входам дешифраторов состояний младших и старшихразрядов счетчика, выходы которыхсоединены со светодиодами линейнойшкалы, и генератор импульсов, подключенный к входу распределителяимпульсов 2,Недостатком известного устройства является низкая точность измеренияЦель изобретения - повышениеточности измерения,Указанная цель достигается тем,что в измерительный прибор с аналоговым отсчетом, содержащий аналого-цифровой преобразоваетль, блокэлементов И, счетчик, состоящийиз последовательно соединенныхсчетчика младших разрядов и счетчика старших разрядов, дешифраторсостояния счетчика младших разрядов и дешифратор состояния счетчикастарших разрядов, генератор импульсов, линейную шкалу со светодиодами и распределитель импульсов,первый выход которого соединен суправляющим входом блока элементов И,а первый вход соединен с выходомгенератора импульсов, выходы блокаэлементов И соединены с установочными входами счетчика, выходы которогосоединены с входами дешифраторов, авыходы дешифраторов соединены свходами линейной шкалы с светодиодами, дополнительно введены регистр,элемент И, элемент НЕ, первый и второй ключи, дополнительные счетчик,дешифратор и линейная шкала с све,тодиодами, причем входы регистра соединены с выходами аналого-цифроного преобразователя, выходы регистра соединены с входами блокаэлементов И, управляющий выходаналого-цифрового преобразователя 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 соединен с дополнительным входом распределителя импульсов, дополнительный выход которого подключен к управляющему входу регистра, нулевые выходы дешифраторов соединены с входами элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом элемента НЕ, причем вход первого ключа соединен с вторым выходом распределителя импульсов выход первого ключа с входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с управляющим входом второго ключа, второй выход распределителя импульсов соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с входом дополнительного счетчика, установочный вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, а выход - с входом дополнительного дешифратора, выходы которого соединены с входами дополнительной линейной шкалы с светодиодами.На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 схема распределителя импульсов; на Фиг. 3 - временные диаграммы работы распределителя импульсов.Устройство содержит аналого-цифро-. вой преобразователь 1, регистр 2, блок 3 элементов И, счетчик 4, состоящий из последовательно соединенных счетчика 5 младших разрядов и счетчика б старших разрядов, дешифратор 7 состояния счетчика младших разрядов и дешифратор 8 состо,яния слетчика старших разрядов, линейную шкалу 9 с светодиодами, элемент 10 И, первый ключ 11, распределитель 12 импульсов, генератор 13 импульсов, элемент 14 НЕ, второй ключ 15, дополнительный счетчик 1 б, дополнительный дешифратор 17 и дополнительную шкалу 18.Распределитель 12 импульсов содержит дел:итель 19 частоты, триггер 20, элементы 21 и 22 И, элемент 23 НЕ и синхронизатор 24. Выходы аналого-цифрового преобразователя 1 соединены с входами регистра 2, выходы которого соединены с входами блока 3 элементов И, Выходы блока 3 элементов И соединены с установочньми входами счетчика 4, разрядные выходы которого соединены с входами дешифраторов 7 и 8. Выходы дешифраторов 7 и 8 соединены с входами шкалы 9 с светодиодами, а нулевые выходы дешифраторов 7 и 8 - с входами элемента 10 И, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 11. Выход первого ключа 11 соединен с входом счетчика 4. Первый выход распределителя 12 импульсов соединен с управляющим входом блока 3 элементов И, а второй выход с входом первого ключа 11,Выход гене60 65 ратора 13 импульсов соединен с входом распределителя 12 импульсов, дополнительный вход которого подключен к управляющему выходу аналого-цифрового преобразоватеЛя 1, а дополнительный- выход соединен с управляющим входом 5 регистра 2. Выход элемента 10 И соединен с входом элемента 14 НЕ, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 15. Вход первого ключа 11 соединен с входом вто рого ключа 15, выход которого соединен с входом дополнительного счетчика 16. Установочный вход дополнительного счетчика 16 соединен с первым выходом распределителя 12 импульсов. Выход дополнительного счетчика 16 соединен с входом дополнитель ного дешифратора 17, выход которого соединен с входами дополнительной шкалы 18. На вход делителя 19 частоты поступают тактовые импульсы генератора 13 импульсов, вход синхронизатора 24 соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 1,. а выход элемента 21 И соединен с управляющим входом блока 3 элементов И. Выход элемента 22 И соединен с входами ключей 11 и 15, а выход синхронизатора 24 соединен с управляющим входом регистра 2.Прибор работает следующим образом. ЗОАналого-цифровой преобразователь 1 после каждого измерения по своему управляющему выходу выдает сигнал "Конец преобразования", поступающий в распределитель 12 им пульсов. Последний выдает сигнал на управляющий вход регистра 2, по которому производится запись информации с выходов аналого-цифрового преобразователя в регистр 2 и хранение ее там до следующего измерения. Далее по каждому импульсу с выхода распределителя 12 импульсов, поступающему на вход блока 3 элементов И, производится запись кода из регистра 2 в счетчики 5 и 6 младших и старших разрядов и сброс дополнительного счетчика 16. С выходов дешифраторов 7 и 8 поступает сигнал, включающий соответствующий светодиод шкалы 9. Если код, записанный в счетчике 4, не равен нулю, то на выходе элемента 10 И находится разрешающий потенциал, поступающий на управляющий вход первого ключа 11 и вход эле мента 14 НЕ. Поэтому на управляющем входе второго ключа 15 будет запрещающий потенциал. Далее с второго выхода распределителя 12 импульсоэ на вход ключа 11 поступает пачка импульсов,Количество П импульсов в пачке равно количеству вклю чаямых светодиодов,Указанная пачка импульсов поступает на вычитающий вход счетчика 4, последовательно уменьшая его содержимое, в результате чего загораются соответствующие светодиоды участка шкалы. После окончания пачки импульсов с первого выхода распределителя 12 импульсов поступает новый импульс на вход блока 3 элементов И и в счетчике 4 восстанавливается старое значение. Одновременно происходит установка в нулевое состояние дополнительного счетчика 16. Далее описанный процесс повторяется.Если в процессе вычитания код в счетчике 4 станет равным нулю, то на нулевых выходах дешифраторов 7 и 8 появляются сигналы, вызывающие появление запрещающего потенциала на выходе элемента 10 И и разрешающего потенциала на выходе элемента 14 НЕ. Поэтому дальнейшие импульсы из этой пачки не пройдут в счетчик 4 и код в нем не изменится до максимального. Часть импульсов из этой пачки, которая не прошла на вход счетчика 4, через второй ключ 15 поступает на вход дополнительного счетчика 16, последовательно увеличивая его содержимое. Дополнительный дешифратор 17 подключен к дополнительной шкале 18, начиная с первого выхода, минуя нулевой. Поэтому, если код дополнительного счетчика 16 равен нулю, то светодиоды дополнительной шкалы 18 не включены. При изменении кода дополнительного счетчика 16 начинают подключаться светодиоды дополнительной шкалы 18, причем первый светодиод этой шкалы стоит вплотную к "нулевому" светодиоду шкалы 9. Поэтому световой указатель дополнительной шкалы 18 изменяется в противоположную сторону по отношению к шкале 9. В результате этого суммарная длина светового указателя на обеих шкалах 9 и 18 будет постоянной и равной длине светового указателя на шкале 9 в вышеописанном случае. Таким образом, даже для измеренного кода аналого-цифрового преобразователя, равного нулевому значению, длина светового указателя будет равна выбранному числупричем его край будет напротив нулевой отметки шкалы 9. Эта особенность устройства позволяет проводить диагностику неисправностей устройства, так как для работающего устройства величина светового указателя должна иметьпостоянную величину,Распределитель 12 импульсов работает следующим образом.Делитель 19 частоты осуществляет деление входных тактовых импульсовна коэффициент, численно равный-1, где р 1 - количество светящихся светодиодов. На временной диаграмме п=б.Каждый пятый импульс поступает на выход делителя частоты и далее на импульсный вход триггера 20, переводя его в единичное состояние. Следующий за ним тактовый импульс переводит триггер 20 обратно в нулевое состояние, формируя на его единичном выходе положительный, а на нулевом - отрицательный импульсы, длительность которых равна периоду тактовых импульсов. Отрицательныи импульс поступает на установочный потенциальный вход делителя 19 частоты, переводя его в исходное нулевое состояние. Тактовый импульс, поступающий на вход делителя 19 частоты, во время действия установочного импульса не изменяет его состояния. На выходе элемента 21 И после каждых п входных импульсов формируется один импульс, по заднему фронту которого производится запись информации в счетчик 4. На выходе элемента 22 И формируются пачки по П -1 импульсов, которые через первый ключ 11 поступают на вычитающий вход счетчика 4,Сигнал "Конец преобразования с выхода аналого-циФрового преобразователя поступает на вход синхронизатора 24, который синхронизирует его инверсйым тактовым импульсом ;для подачи на управляющий вход регистра 2. Синхронизация инверсным тактовым импульсом необходима для того, чтобы в момент считывания информации с регистра 2 информация наего выходе не изменялась, Такоепостроение схемы распределителя 125 импульсов дает последовательностьр состояний счетчика 4, причемвремя нахождения счетчика 4 в каждом состоянии всегда одинаковои равно периоду входных тактовых10 импульсов. Смена исходного состоянияпроисходит по импульсу с выходаэлемента 21 И между пачками импульсов, поэтому запись новой информации с выходов аналого-цифровогопреобразователя 1 не нарушает работу прибора,Такое выполнение измерительногоприбора позволяет повысить точностьизмерения, так как независимо отзначения измеренного кода аналогоцифрового преобразователя длинасветового указателя равна выбранному числу а , причем его крайпри нулевом значении кода находит. -ся напротив нулевой отметки шкалы.При кодах меньших, чем число И Рпри уменьшении содержимого счетчикавозникает такая ситуация, когдакод в счетчике станет равным нулюРа после вычитания следующего импульса код становится равным максимальному значению, что в известных приборах приводит к возникновению больших погрешностей измерения,т.е. предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить точность измерения.1057871 иг.2 апись мчим Со авитель В,Костиед М. Гергель Редактор М.Тка орректор Г етник Заказ 9580 ВинЯ ЮБЧРВ цт ль8/48 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5илиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4