Измерительный прибор с аналоговым отсчетом

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к областиэлектроизмерительной техники, в частности к конструкции некоторых узловэлектроизмерительных приборов для .образного представления входной величины и может быть использованопри конструировании электроизмерительных и показывающих приборов сосветовой шкалой.УИзвестен электроизмерительныйприбор с аналоговым отсчетом, содержащий преобразователь аналог-код,подключенный к световой шкале черезтокоотводящие цепи, и источник тока,также подключенный к световой шкале.Причем преобразователь аналог-кодвключает блок усилителя управляющего напряжения и смещающее устройство.Элементы световой шкалы соединеныпоследовательно,Недостатком прибора следует считать наличие в конструкции двухсложных блоков - смещающего устройства и токоотводящих цепей.Наиболее близким по техническойсущности к описываемому устройствуявляется измерительный прибор, содержащий преобразователь аналог в к,который через преобразователь кодаподключен к блоку группирования констант, соединенному с кольцевым коммутатором и световой шкалой, котораятакже подключена к преобразователюкода через блок элементов И и блокэлементов ИЛИ, связанные с выходомблока группирования констант. Светоизлучающие элементы шкалы возбуждаются последовательно периодическигруппами, число которых равно числумладших разрядов матрицы шкалы.Недостатком прибора является сложность конструкции, так как в егоструктуре имеются два блока, содержащие большое количество элементов:блок элементов И и блок элементовИЛИ.Цель 1 о предлагаемого изобретенияявляется упрощение конструкции.,Цель достигается тем, что в измерительныйприбор с аналоговым отсчетом, содержащий преобразовательаналог-код, который через преобразователь кода подключен к блоку группирования констант, соединенному скольцевым коммутатором и световойшкалой, введен двоичный сумматор,имеющий входы первого и второго слагаемых, причем первые подключены к выходам старших разрядов преобразова. теля аналог-код, вход .второго слагаемого с единичным удельным весом соединен с выходом блока группирования констант, входы второго слагаемого с удельным весом не менее двух подключены к шине логического нуля, выходы сумматора соединены с входами старших разрядов преобразователя кода, выходы старших разрядов которого подключены к световой шкале.На чертеже представлена схема измерительного прибора.В измерительном приборе преобразователь 1 аналог-код через преобразрватель 2 кода соединен с бло-. ком 3 группирования констант, связанным с кольцевым коммутатором 4, световой шкалой 5 и с двоичным сумматором б, имеющим входы первого и второго слагаемых, причем первые подключены к выходам. старших разрядов преобразователя 1 аналог-код,вход второго слагаемого с единичнымудельным весом соединен с выходом блока 3 группирования констант, входы второго слагаемого с удельным весом не менее двух подключены к шине 7 логического нуля, выходы двоичного сумматора б,соединены с входами старших. разрядов преобразователя 2 кода, выходы старших разрядов которого подключены к световой шкале 5.Шиной логического нуля может служить положительная или отрицательная шина источника питания в зависимостиот типа используемых логических элементов, либо специальный элемент Константа логического нуля",Измерительный прибор работает следующим образом.На вход измерительного прибора, которым является вход преобразователя 1 аналог-код, подается измеряемая величина, на его выходе в результате преобразования формируется многоразрядный двоичный код, соответствующий входной величине. Код младших разрядов подводится к преобразователю 2 кода, выполняющего трансформацию поступающего двоичного кода в линейный. Код старших разрядов подводится на входы первого слагаемого двоичного сумматора б. Последний осуществляет двоичное сложение числа старших разрядов с числом, подводимым на входы второго слагаемого. Это число форми1135302 Упрощение достигается путем со:кращения числа логических элементов, 45 50 55 руется шиной 7, с которой потенциаллогического нуля поступает на входывторого слагаемого с удельным весомне менее двух, и блоком 3 группирования констант, с выхода которого потенциал подводится на вход второгослагаемого с единичным удельным весом сумматора 6, Код суммы с выходасумматора 6 трансформируется преобразователем 2 в линейный. Этот кодпоступает.на шины старших разрядовсветовой шкалы 5, Линейный код младших разрядов подводится к блоку 3группирования констант. В этот жеблок поступают импульсные последовательности с выходов кольцевого ком.мутатора 4. Частота следования импульсов выбирается выше критическойчастоты слияния мельканий (более 2030 Гц). Импульсы на выходах кольцевого коммутатора 4 сдвинуты и взаимноне перекрываются во времени. Эти жеимпульсы одновременно подводятся нашины младших разрядов матрицы световой шкалы 5,Блок 3 группирования констант выполняет логическую функцию шх 2 ИИЛИ, где ш - количество младших разрядов в матрице шкалы 5. Таким образом блок 3 выполняет пространственно временное сопоставление выходного линейного кода преобразователя 2с импульсными последовательностямикоммутатора 4 и генерирует логическую единицу в случае совпадения илогический нуль при несовпадении. соответствующих входных потенциалов,Очевидно, что совпадение возникаетпри появлении импульсов на выходахкоммутатора 4, соответствующих числам, которые не превьппают число младших разрядов в измеряемой величине.В этом случае логическая единицапоступает на вход второго слагаемогос единичным удельным весом сумматора 6 и прибавляется к обрабатываемому числу старших разрядов. Код суммы с выхода сумматора 6 преобразуется преобразователем 2 в линейный коди подводится к шинам старших разрядов шкалы 5.При отсутствии совпадения в блоке 3 группирования констант на еговыходе поддерживается потенциал логического нуля и в результате к шинам старших разрядов шкалы 5 подводится линейный код числа старшихразрядов. 5 10 15 20 25 30 35 40 Полный цикл отображения измеряемой величины на шкале 5 состоит из ш тактов. В течение каждого такта возбуждаются элементы одного из младших разрядов шкалы 5, Причем при возбуждении младших разрядов с меньшим удельным весом, чем у индицируемого числа, старшие разряды возбуждаются линейным кодом числа старших разрядов плюс единица. Эту единицу-сигнал переноса генерирует блок 3 группирования констант и вводит в канал обработки кода старших разрядов через сумматор 6.Введение в измерительный прибор с аналоговым отсчетом двоичного сумматора, имеющего входы первого и второго слагаемых, первые из которых подключены к выходам старших разрядов преобразователя аналог-код, вход второго слагаемого с единичным удельным весом соединен с выходом блока группирования констант, входы второго слагаемого с удельным весом не менее двух подключены к шине логического нуля, выходы сумматора сое- динены с входами старших разрядов преобразователя кодов, выходы старших разрядов которого подключены к световой шкале, позволяет упростить конструкцию прибора при сохранении независимого управления элементами шкалы, так как предлагаемая структура имеет более простую техническую реализацию введения сигналов переноса в канал обработки кода старших разрядов при сохранении ш-тактного режима возбуждения шкалы, обеспечивающего независимое управление ее элементами. при котором (и) элемент И и и элементов ИЛИ заменяются одним логическим элементом - К-разрядным двоичным сумматорам, причем и Е.(например если и=16, то К=4 ), где и,К - количество разрядов в линейном и двоичном представлении кодастарших разрядов, соответственно.Кроме того, значительно сокращается число межблочных связей. В прототипе обработка кода старших разрядов проходила в следующем порядке: преобразователь аналог-код - Х-разрядная связь - преобразователь кода - и- разрядная связь, блок элементов И -(2 п -1) - разрядная связь - блок элементов ИЛИ - п-разрядная связь - световая .шкала. В предлагаемом устройстве обработка кода старших разрядов проходит в следующем порядке: преобразователь аналог-код - Е-разрядная связь - двоичный сумматор - К-разрядная связь-преобразователь кода - п-разрядная связь в . световая шкала. Очевидно, что четыре связи прототипа с общей разрядностью (4 п+ + К) заменены тремя связями с общей разрядностью (2 К + и). При п=16 и 1=4, количество электрических соединений в устройстве сократилось на (416+4-1)- (2 4+16)= 43. Изменения в конструкции устройства позволили повысить его технологичность и.надежность за счет сокращения числа корпусов стандартных логических элементов и электрических соединений между. ними.Предлагаемый измерительный прибор с аналоговым отсчетом был реализован с использованием промышленных узлов от прибора Щпроизводства Житомирского завода "Электроизмеритель" на цифровых интегральных микросхемах серии К 155 и рассчитан на работу со световой шкалой из 100 светодиодных элементов, выполненных в виде 20 корпусов АЛС 317 Б. Входным сигналом прибора служило напряжение постоянного тока от 0 до 2 В (2 В соответствовали светящейся линии из 100 элементов шкалы). От прибора Щбыл использован преобразователь аналог-код с дополнительной памятью на 2 микросхемах К 155 ТМ 5. Состав и принцип функционирования этого блока приведен в заводском техническом описании Р 52,002.10. На выходе преобразователя аналог.-код измеряемая величина представлялась параллельным двоично десятичным кодом 8-4-2-1 на 2десятичных разряда,Частота повторения цикла индикации была 100 Гц, а длительность импульсов с выходов кольцевого коммутатора составляла 1 мс, Преобразователь кода был выполнен на микросхемах К 155 ИДЗ и 4 1/2 микросхемах К 155 ЛИ 1. При световой шкале из 100 светодиодов, включенной матрицей 10 х 10, число входов преобразователя кода старших разрядов К. Четырехразрядный сумматор бып собран намикросхеме К 55 ИМЗ. Шиной логического нуля служила общая шина источника питания. Блок группирования3 5 констант был собран на 2 -- микро -4.схемы К 155 ЛА 8. Кольцевой коммутатор 2на 1 микросхеме К 155 ИДЗ 1 -- мик3росхеме К 155 ЛК 1, 1 микросхемеК 155 ЛАЗ и 1 микросхеме К 155 ИЕ 2. Выходы преобразователя кодов старшихразрядов и выходы кольцевого коммутатора были подключены к 10 шинамстолбцов (старших разрядов) и 10 шинам строк (младших разрядов) матрицы10 х 10=100, в виде которой были включены элементы светодиодной шкалы.Работа прибора рассмотрена при измерении напряжения 1,46 В. Преобразователь аналог-код представляет этонапряжение в виде кода 0111 0011,Код младших разрядов 0011 поступаетна вход преобразователя кода, на вы ходе которого имеем код 0000000111.На 10 выходах кольцевого коммутаторав течение периода возбуждения элементов шкалы 10 мс имеем сдвинутыедруг относительно друга импульсы длительностью 1 мс. Первый импульс появляется на выходе, соответствующеммладшему разряду с удельным весом 1.На выходе блока группирования констант,. куда подводится сигнал от кольцевого коммутатора и преобразователякода младших разрядов, генерируетсялогическая единица в течение первыхтрех импульсов коммутатора. В течение семи остальных - логическийнуль. Потенциал. с выхода блока группирования констант подводится к сумматору, где происходит сложение одноразрядного числа с кодом старшихразрядов.В течение трех первых импульсов 45коммутатора к коду старших разрядовприбавляется единица: на выходе сумматора оказывается код 1000. В течение остальных семи импульсов цикла 50к коду старших разрядов прибавляется нуль; .на выходе сумматора оказывается код 0111, Эти коды подводятся к преобразователю кода старшихразрядов, на выходе которого генери руется соответственно код0011111111 и код 0001111111. Учитывая, что логическая единица соответствует протеканию возбуждающего тока через элемент, находящийся на1135302 Составитель Т.КорниловТехред М.Дидык Корректор С.Шекма едактор П.Горько аз 4358 Тираж 730 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, РаушсПодписноетета СССРкрытийая наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4. пересечении выбранных шин младшегои старшего разрядов шкалы, в течение первых трех импульсов коммутатора произойдет возбуждение восьми элементов каждого из первых трех младших разрядов, а в течение семи остальных - семи элементов каждого из семи младших разрядов с удельным весом от 4 до 1 О.В результате за десять тактов в определенной последовательности произойдет возбуждение 73 элементов шкалы, соответствующих входному напряжению 1,46 В.После возбуждения младшего разряда с удельным весом 10 цикл повторяется сначала. Поскольку частота повторения цикла вьппе критической частоты слияния мельканий, оператор будет наблюдать на шкале светящуюся линию из 73 элементов,Длина линии изменяется в зависимости от изменения измеряемой величины. Время протекания возбуждающеготока через каждый элемент шкалы 1 мс.10 Независимое управление каждым элементом осуществляется по шинам старших разрядов синхронно с подачей импульсов от кольцевого коммутатора на соответствующую шину младшего разря да.Описываемое техническое решениеобладает повьппенной надежностью благодаря уменьшению числа логических элементов и электрических соединений в схеме.