Оптоэлектронный шкальный индикатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК К 19/ 59 СПИ САНИ Н АВТОРСКОМУ ОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТ 3806350/24-230.10.84.07.07,86. БВинницкий по(57) Изобретение оттельной технике. Целповышение .точности я к измери с о явл ндикатора аа 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 2)6) юл. У 251) литехнический ин тут(53) 621.31.7.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 993 140, кл. С 01 К 19/00, 1981.Гурин Н.Т. Шкальный индикатор .напряжения на основе светоизлучающего нейристора. - Известия вузов СССР. Приборостроение, 1983, У 5,с. 69.-73. ЕКТРОННЫЙ ШКАЛЬНЫЙ ИНДИ. расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается ооеспечением одновременного контро , ля двух сигналов. Для этого в индикатор введены второй амплитудно- временной преобразователь 2, инвертор 4, триггер 5 со счетным входом, элементы 2 И-НЕ 6 и 7 и и+2 дополнительных светодиодов, входная шина 14. На чертеже показаны амплитудно- временной преобразователь 1, генератор 3 прямоугольных импульсов, и оптронов 8,-8 д, и+ 1 светодиодов .9-9 красного свечения и+ 1 светодиодов 10-10,1 зеленого свечения, образующих линейную шкалу, резисторы Я 11 и 12, входная шина 13, шина 15 питания. Расширение функциональных возможностей достигается введением дополнительных светодиодов и второго амплитудно-временного пре- д образователя. 1 ил.Изобретение относится к электро- измерительной технике,Цель изобретения - повышение точности индикатора и расширение его функциональных возможностей путем обеспечения одновременного контроля двух сигналов.На чертеже представлена функциональная схема оптоэлектронного шкального индикатора.Устройство содержит первый 1 и второй 2 амплитудно-временные преобразователи, генератор 3 прямоугольных импульсов, инвертор 4, триггер 5 со счетным входом, первый 6 и второй 7 элементы 2 И-НЕ, и оптронов 8 -8 и+1 светодиодов 9 Оп.пкрасного свечения, п+1 светодиодов 10 - 10 зеленого свечения, образуюо ищих линейную шкалу, первый 11 и второй 12 резисторы первую 13 и вторую 14 входные шины и шину 15 питания Выход генератора 3 прямоугольных импульсов соединен со счетным входом триггера 5, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2 И-НЕ 6, а инверсный - с вторым входом второго элемента 2 И-НЕ 7. Первые входы элементов 2 И-НЕ 6 и 7 соединены с выходом первого амплитудно-временного преобразователя 1, вход которого соединен с первой входной шиной 13. Вход второго амплитудно-временного преобразователя 2 соединен с второй входной шиной 14, а выход - с входом инвер- тора.4. Катод каждого светодиода 9, красного свечения соединен с катодом светодиода 10 зеленого свечения, причем катоды светодиодов 9 и 10 соединены через второй резистор 12 с общей шиной, а катоды светодиодов 9, и 10, - с анодом светодиода оптрона 8. оптический выход этого светодиода соединен с оптическим входом фототиристора этого же оптрона, а катод светодиода оптрона 8 соединен с анодом фоторезистора оптрона 81, Катоды фототиристоров нечетных оптронов 8 соединены с выходом первого элемента 2 И-НЕ 6, а катоды фототиристоров четных оптронов 8 - с выходом второго элемента 2 И-НЕ 7. Аноды светодиодов 9-9 и соединены с выходом второго амплитудно-временного преобразователя 2, а аноды светодиодов зеленого свечения 10 О - 10 ь - с выхо 5 10 15 20 25 30 35 410 45 50 55 дом инвертора 4. Катод светодиодапервого оптрона соединен с выходомпервого амплитудно-временного преобразователя 1, а анод этого светодиода через первый резистор 11с шиной 15 "+" питания, Светодиодыкрасного 9 и зеленого 10 свечениякаждой ячейки имеют общий оптическийвыход,Устройство работает следующимобразом,Если на входы амплитудно-временныхпреобразователей 1 и 2 не поступаютвходные сигналы, то на их выходахимеются нулевые напряжения, На выходе инвертора 4 при этом поддержи-,вается высокий уровень напряженияи горитсветодиод 10 о зеленого свечения, что говорит об отсутствиисигнала на входной шине 14. Нулевоенапряжение на выходе первого амплитудно-временного преобразователя.поддерживает на выходах элементов2 И-НЕ 6 и 7 высокий уровень напряжения, которое держит светодиоды9 и 10 и оптроны 8 в запертом состоя-,нии. Светодиод первого оптрона 8при этом горит, так как на его катоде нулевое напряжение, а анодчерез резистор 12 подключен к шине15 "+" питания и, освещая фототиристор оптрона 8, подготавливает егок срабатыванию. Если входной сигнал поступает только на вход первого амплитудно- временного преобразователя 1, то он пресбразуется в последовательность прямоугольных импульсов напряжения,длительность которых пропорциональна величине входного сигнала, а период постоянен. Импульсы генератора 3 вызывают переключения триггера 5 со счетным входом, с выходов которого прямоугольные импульсы длительностью, равной периоду следования импульсов генератора 3, поступают на вторые входы элементов 2 И-НЕ 6 и 7. При поступлении импульса с выхода первого амплитудно-временного преобразователя 1 на первые входы элементов 2 И-НЕ 6 и 7 разрешается прохождение на их выходы импульсов с выхода триггера 5. При этом на выходах элементов 6 и 7 поочередно появляются высокий и низкий уровни напряжения которые подаются на катоды фототиристоров оптронов. Импульсы на выходах элементов 6 и 7противофазны и по длительности равны периоду следования импульсов генератора 3. Когда напряжение низкого уровня поступает на катоды фототиристоров нечетных оптронов, фототиристор оптрона 8, который подготовлен к срабатыванию излучением светодиода оптрона 8, открывается и загораются светодиод оптрона 8 и светодиод 10, подключенный к вы О ходу инвертора 4, на котором поддерживается высокий уровень напряжения. В следующем такте, вследствие прихода на вход триггера 5 импульса от генератора 3, он переключает ся, и низкий потенциал поступает на катоды фототиристоров четных ячеек, При этом фототиристор оптрона 8, который подготовлен к срабатыванию излучением светодиода в предыдущем 0 такте, открывается, что приводит к зажиганию светодиода 10 и светодиода оптрона 8 . Процесс последователь 9ного срабатывания светодиодов и фото- резисторов продолжается до тех пор, 25 пока на выходе первого амплитудно- временного преобразователя 1 присутствует импульс высокого напряжения, Так как процесс срабатывания ячеек, состояЩих из светодиодов и фототиристоров, синхронизирован импульсами генератора 3, т.е. в течение каждого периода следования импульсов срабатывает одна и только одна ячейка, то количество И загоревшихся светодиодов 10, равное количеству сработав- . ших ячеек, определяется выражениемТ й где С - длительность импульса на выходе амплитудно-временногопреобразователя 1, пропорциональная величине входного сигнала,Т - период следования импульсово.генератора 3,Период следования Т импульсовпеременной длительности амплитудновременного преобразователя 1 долженбыть постоянным и должен удовлетворять следующим условиям: во в перв,Т = и Т, где и - число ячеек индикаторной шкалы, и, во-вторых,55период следования Т, должен бытьдостаточно малым для того, чтобыпроявлялась инерционность зрения и шкала воспринималась в виде непрерывной сплошной светящейся полоски,т.е, Т20 мс.Если на выходе второго амплитудно-временного преобразователяприсутствует напряжение высокогоуровня, то протекают те же процессы,но изменяется цвет линейки вследствиетого, что теперь загораются светодиоды 9 красного свечения.Если входной сигнал присутствует только на входе второго амплитудно- временного преобразователя 2, то нулевое напряжение на выходе первого амплитудно-временного преобразователя 1 поддерживает на выходах элементов 2 И-НЕ 6 и 7 высокий уровень напряжения, который поддерживает взапертом состоянии фототиристоры и светодиоды ячеек. При этом поочередно загораются светодиоды 9 иа 10, что свидетельствует о наличии входного сигнала на входной шине 14.Если входные сигналы имеются навходах обоих амплитудно-временных.преобразователей 1 и 2, то выходнойсигнал первого амплитудно-временногопреобразователя вызывает процесссрабатывания ячеек, который описандля случая присутствия сигнала навходе только первого преобразователя.Каждая ячейка находится во включенном состоянии в течение времени,равного периоду следования импульсов генератора 3. Импульсы на выходе второго амплитудно-временного преобразователя 2 имеют постоянный периодследования и длительность, пропорциональную величине входного сигналапреобразователя. В то время когда на выходе второго амплитудно-временного преобразователя имеется импульснапряжения высокого уровня светятУся светодиоды 9 красного свечения,входящие в ячейки, фототиристорыоптронов которых открыты,При наличии на выходе преобразователя 2 нулевого уровня напряжениясветятся светодиоды 10 зеленого свечения, входящие в ячейки, фототиристоры оптронов которых открыты, При этом в зависимости от величины входного сигнала, изменяющего скважностьимпульсов на выходе второго амплитудно-временного преобразователя, изменяется цвет шкалы, так как изменяется соотношение красного и зеленого цветов которые суммируютсяна общем оптическом выходе светодиодов 9 и 10 каждой ячейки. Для того,чтобы за время пребывания ячейки воткрытом состоянии светодиоды 9 и 10успевали переключаться, период следования импульсов генератора 3 ипериод следований импульсов амплитудно-временного преобразователя 2должны удовлетворять соотношению 10 Т =1 сТ о 7 ) где Т - период следования импульсовьгенератора 3, 15Т - период следования импульсовгамплитудно-временного преобразователя 2,целое число, большее илиравное единице. 20Повышение точности работы шкального индикатора достигается эа счетсинхронизации работы устройства импульсами генератора и состоит в том,что благодаря синхронизации срабатывание каждой ячейки начинаетсятолько после переключения триггерасо счетным входом и в течение периода следования импульсов генераторасрабатывает одна и только одна ячейка. Таким образом, разброс параметров элементов не оказывает влияниена точность работы устройства,,Расширение функциональных возможностей достигается за счет введениявторого амплитудно-временного преобразователя и дополнительных светодиодов и заключается в том, что устройство позволяет контролировать одновременно два сигнала или два параметра одного сигнала. Например, можно в качестве второго амплитудновременного преобразователя использовать компаратор, на один вход которого подается опорное пороговоенапряжение, а на второй - входноенапряжение первого амплитудно-временного преобразователя, тогда припревышении входным напряжением порогового будет изменяться цвет свечения шкалы. В случае, когда второйамплитудно-временной преобразовательимеет только два выходных состояния -высокий и низкий уровни напряжения,предлагаемый индикатор позволяет55одновременно контролировать величину одного сигнала и судить о наличии второго сигнала или о величине какого-либо параметра сигнала по сравнению с пороговой величиной,Формула изобретенияОптоэлектронный шкальный индикатор, содержащий первый амплитудно- временной преобразователь, вход которого подключен к первой входной шине, и светодиодов, образующих линейную шкалу, и тиристорных оптронов, у которьгх оптический выход светодиода оптически соединен с оптическим входом фототиристора, генератор прямоугольных импульсов, два резистора и шины питания, о т л и ч а ю щ и"й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения одновременного контроля двух сигналов в него введены второй амплитудно-временной преобразователь, вторая входная шина, и+2 дополнительных светодиодов, инвертор,два элемента 2 И-НЕ и триггер со счетным входом, вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, прямой выход триггера соединен с вторым входом первого элемента 2 И-НЕ а. инверсный - с вторым входом второго элемента 2 И-НЕ, первые входы элементов 2 И-НЕ соединены с выходом первого амплитудно-временного преобразователя, выход которого с.оединен также с катодом светодиода первого оптрона, анод которого соединен через первый резистор с шиной +" питания, дополнительные светодиоды подключены таким образом, что образуется и ячеек, в состав каждой из которых входит два светодиода (один красного и один зеленого свечения имеющих общий оптический выход, катоды которых соединены, светодиод оптрона, подключенный анодом к катодам двух этих светодиодов, и фототиристор предыдущего оптрона, анод которого соединен с катодом светодиода последующего оптрона, светбдиод оптрона-й ячейки оптически соединен с оптическим входом Фототиристора ( 1 +1)-й ячейки, аноды первых светодиодов красного свечения всех ячеек соединены с выходом второго амплитудно-временного преобразователя аноды вторых светодиодов зеленого свечения всех ячеек соеди1242837 Составитель С.РыбинРедактор А.Козорез . Техред О.Сопко Корректор В.Бутяга Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 3698/42 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 нены с выходом инвертора, вход кото -рого соединен с выходом второго амплитудно-временного преобразовате,ля, катоды фототиристоров нечетных оптронов соединены с выходом первого элемента 2 И-НЕ, а катоды фототиристоров четнйх оптронов соединены с выходом второго элемента 2 И-НЕ, к катодам первых двух светодиодов подключен второй резистор, второй 5 вывод которого соединен с общей шиной, вход второго амплитудно-временного преобразователя соединен с второй входной шиной.