Устройство для измерения отношения двух напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 4 С 01 К 19/10 ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ ениякспоюл, Иф 29иал Харьковскогоинститута,Пузьк и О.Д. о088. 8)видетельство СССР01 В. 19/10, 1983.детельство СССР01 К 19/10, 1984. О электрозобрериммаЮМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(21) 4352249/24- (22) 28.12.87 (46) 07.08.89. Б (71) Сумской фил политехнического им. В.И, Ленина (72) И.Д. Пузько (53) 621.317,7 ( (56) Авторское с Ф 1120248, кл. САвторское сви В 1250968, кл. С(57) Изобретение относитсяизмерительной технике. Цель ЯО, 1499253 А 1 тения - повышение точности измер Устройство содержит источник 1 з ненциально падающего напряжения, нуль-органы 2 и 3, входы 4 и 5, источник 6 опорного напряжения, ключи 7-9, формирователь 17 импульсов, вход 18 "Запуск". Введение триггеров 10-13, генератора 14 импульсов, реверсивного счетчика 15, элемента И 16, а также выполнение источника 1 управляемым позволяет обойтись одним (вместо двух ) источником экспоненциально падающего напряжения и тем самым исключить погрешность измерения отношения напряжений от не- идентичности характеристик этих источников. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.10 Устройство содержит источник 1экспоненциально падающего напряжения,первый и второй нуль-органы 2 и 3;входы 4 и 5 устройства большего именьшего измеряемых напряжений, источник 6 опорного напряжения, первый, 20второй и третий ключи 7-9, первый,второй, третий и четвертый триггеры10-13, генератор 14 импульсов, реверсивный счетчик 15, элемент И 16,формирователь 17 импульсов, вход 2518 "Запуск", выход 19 устройства кизмерителю напряжения,Вход "Пуск" источника 1 соединенс Я-входом триггера 10, входом"Пуск",генератора 14, входом сбросасчетчика 15, К-входом триггера 13и входом 18 "Запуск", а сигнальныйвход - с входом 4. Выход источника1 подключен к сигнальному входуключа 7 и к вторым входам нульорганов 2 и 3, первый вход нуль-органа 2 подключен к источнику 6, апервый вход нуль-органа 3 в .к вхо.ду 5. Выходы нуль-органов 2 и 3 подключены соответственно к К-входуи 8-входу триггера 12, объединеннымс 8-входом триггера 11 и К-входомтриггера 10 соответственно, Прямойвыход триггера 12 подключен к управляющему входу источника 1. К-вход 45триггера соединен с 8-входом триггера 13, входом "Останов" источника 1и выходом формирователя 17. Управляющие входы ключей 8 и 9 подключенык выходам триггеров 10 и 11 соответственно, сигнальные входы - к выходугенератора 14, а выходы - к суммирующему и вычитающему входам счетчика15 соответственно. Выходы счетчика15 соединены через элемент И 16 свходом формирователя 17. Выход триг-,.гера 13 подключен к управляющему входу ключа 7, выход которого подключенк выходу 19. 40 3 1499253Изобретение относится к электроизмерительной технике,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключенияпогрешности, обусловленной неидентич 5ностью источников экспоненциально падающих напряжений,На Фиг. приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая его работу; нафиг.3 - источник зкспоненциально падающего напряжения. 4Источник 1 экспоненциально падающего напряжения содержит четвертый,пятый, шестой и седьмой ключи 20-23,первый, второй и третий резисторы24-26, конденсатор 27, пятый и шестой триггеры 28 и 29, элемент НЕ 30,элемент И 31, элемент 32 задержки.Сигнальный вход источника 1через последовательно соединенныеключ 20, резистор 24 и конденсатор27 подключен к общей шине. Общая точка соединения резистора 24 и конден-.сатора 27 подключена к выходу источника 1 и входу ключа 21, выход которого подключен к объединенным входамключей 22 и 23, выход первого из которых через резистор 25, а выходвторого - через резистор 26 подключены к общей шине,Управляющий вход ключа 20 подключен к инверсному выходу триггера28, управляющий вход ключа 21 подключен к инверсному выходу триггера29, управляющий вход ключа 22 подключен к выходу элемента И 31, одинвход. которого подключен к прямомувыходу триггера 28, а другой входчерез элемент ЙЕ 30 - к управляющемувходу источника 1, объединенному суправляющим входом ключа 23. 8-входтриггера 28 объединен с К-входомтриггера 29 и подключен к входу"Пуск" источника 1. Я-вход триггера29 непосредственно, а К-вход триггера 28 через элемент 32 задержки,подключены к входу "Останов" блока 1,Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии триггеры10-13 и счетчик 15 находятся в нуле,ключи 7-9 разомкнуты, генератор 14отключен.По команде, поступающей в моментйр времени с входа 18, на выходе источника 1 формируется экспоненциально падающее от уровня большего измеряемого напряжения 11 ь, с постоянновремени С напряжение 11(С) = 1 а еНапряжение Б поступает насигнальный вход ключа 7 и вторыевходы нуль-органов 2 и 3, на первыевходы которых подаются напряжениеисточника 6 Чо и меньшее измеряемоенапряжение Гсоответственно,По команде "Запуск" триггер 10устанавливается в единицу. ключ 8замыкается, на выходе генератора 14формируется последовательность корот 5 149 ких импульсов, поступающих на сигнальные входы ключей 8 и 9. Так какключ 8 замкнут ключ 9 разомкнут), импульсы с выхода генератора 14 поступают на суммирующий вход реверсив-ного счетчика 15, увеличивая его содержимое от исходного нулевого состояния.При выполнении условия Пз(й)Ф-оЦч е " = Ць в некоторый момент временина выходе нулв-органа 3 появляется импульсный сигнал, устанавливающий в нуль триггер 10 и в единицу триггер 12, Ключ 8 размыкается, и импульсы с выхода генератора 14 не поступают на вход счетчика 15. Содержимое счетчика 15 не изменяется.При установлении триггера 12 в единицу на управляющий вход источни- ка 1 поступает единичный сигнал, что приводитк резкому уменьшению постоянной времениот д до Са (са(7).В момент й на выходе источника 1 формируется экспоненциально падаю" щее напряжение с постоянной времени В, При выполнении в момент времени С условия 11 з(С) = П на выходе- нуль-органа 2 появляется импульсный сигнал,.устанавливающий в нуль триггер 12 и в единицу триггер 11, При этом на управляющем входе источ. ника 1 появляется нулевой сигнал и постоянная времени источника 1 изменяется скачком до первоначального . значения С, Так как теперь триггер 11 установлен в единицу, то ключ 9 замыкается, и импульсы с выхода генератора 14 начинают поступать на 1вычитающий вход счетчика 15. После обнуления счетчика 15 на выходе элемента И 16 появляется единичный сигнал, а на выходе формирователя 17 формируется импульс, поступающий на Я-вход триггера 13, устанавливая его в единицу, на К-вход триггера 11, устанавливая его в нуль; и на вход "Останов" источника 1. Ключ 9 при этом размыкается, и импульсы на вход счетчика 15 не поступают.Таким образом, в момент временипри выполнении условия -й Чйй = 1 1 п - на выходе ис 11 вуб9253 6 точника 1 напряжение фиксируется на 11 ьз д уровне 11 х = 11 ( С ) = Б Э Ч о Ь40 БО является единичный потенциал на входе "Останов". При этом триггер 29 устанавливается в единицу, ключ 21 размыкается. Ключ 20 остается разомкнутым. Разряд конденсатора 27, прекращается, и на выходе 19 через замкнутый ключ 7 фиксируется напряжение на конденсаторе 27. 10 15 20 2 б 30 35 Ключ 7 при этом оказывается замк. нутым и на входе 19 измерителя также фиксируется напряжение У, пропорциональное отношение меньшего измеряемого напряжения Б,к большему ПмИсточник 1 экспоненциально падаю-, щего напряжения работает следующим образом.В.,исходном состоянии триггер 28 установлен в нуль, конденсатор 27 заряжается через замкнутый ключ 20 и резистор 24 от большего измеряемого напряжения,.Триггер 29 установлен в единицу, поэтому ключ 21 разомкнут. Ключ 22 разомкнут, так как триггер 28 установлен в нуль. Ключ 23 также разомкнут, так как на управляющем входе источника 1 - нулевой потенциал.По команде "Запуск" триггер 28 устанавливается в единицу, а триггер 29 - в нуль.При этом ключ 20 размыкается, а ключи 21 и 22 замыкаются. Начинается разряд конденсатора 27 через резистор 25 с постоянной времени сСК(К- сопротивление резистора 25)., При достижении напряжением Уз(1) на конденсаторе 27 значения Уечс на управляющем входе источника 1 устанавливается единичный потенциал,поэтому ключ 22 размыкается, а ключ 23 замыкается. Начиная с этого момента времени, разряд конденсатора, 27 происходит с постоянной времениа = СК(К с - сопротивление резис" тора 26, причем К К, СЬ ),При выполнении условия Нэй) = Уа на управляющем входе источника 1 устанавливается нулевой потенциал. При этом ключ 23 размыкается, а ключ22 замыкается и продолжается разряд конденсатора 27 через резистор 25 с постоянной времени= СК. После обнуления счетчика 15 по 149925310 15 20 25 30 35 40 45 Через промежуток времени, определяемый элементом 32 задержки, триг. гер 28 устанавливается в нуль, ключ 20. замыкается и начинается заряд конденсатора 27 через резистор 24 до значения ЦьФормула изобретения 1. Устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее источник экспоненциально падающего напряжения, вход "Пуск" которого подключен к входу "Запуски устройства, вход "Останов" - к выходу формирователя имПульсов, а выход - к вторым входам первого и второго нуль- органов, первый вход второго нуль- органа соединен с входом меньшего измеряемого напряжения, выход первого ключа соединен с выходом устройства к измерителю напряжения, второй и третий ключи и источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре триггера, генератор импульсов, реверсивный счетчик и элемент И, причем источник экспоненциапьно падающего напряжения выполнен управляемым, его сигнальный вход подключен к входу большего из" меряемого напряжения, выход - к сигнальному входу первого ключа, а управляющий вход к - к выходу третьего триггера, первый вход первого нуль-органа подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к Б-входу второго триггера и К-входу третьего триггера, выход второго нуль-органа соединен с К-входом первого триггера и Б-входом третьего триггера, Б-вход первого триггера подключен к входу "Запуск" устройства, К-входу четвертого триггера, входу сброса реверсивного счетчика и входу "Пуск" генератора Ймпульсов, а выход - к управляющему входу второго ключа, К-вход второго триггера . соединен с выходом дюрмирователя импульсов и с Б-входом четвертого триггера, а выход - с управляющим входом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика через второй и третий ключсоответственно, выходы реверсивногосчетчика подключены к входу Аормиро-гвателя импульсов через элемент И,выход четвертого триггера соединен суправляющим входом первого ключа. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что источник экспоненциально падающего напряжения выполнен на четвертом, пятом, шестом и седьмом ключах, трех резисторах,конденсаторе, пятом и шестом триггерах, элементе И, элементе НЕ и элементе задержки, причем сигнальный вход источника через последовательно соединенные четвертый ключ и первый резистор подключен к выходу источника, первому выводу конденсатора и сигнальному входу пятого ключа, второй вывод конденсатора подключен к общей шине, выход пятого ключа соединен с общей шиной через последовательно включенные шестой ключ и второй резистор, а также через последовательно включенные седьмой ключ итретий резистор, управляющий входисточника соединен с управляющимвходом седьмого ключа и через элемент НЕ - с первым входом элемента И, второй вход которого соединенс прямым выходом пятого триггера, авыход - с управляющим входом шестого ключа, вход "Пуск" источника соединен с Б-входом пятого триггера,и К-входом шестого триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, вход"Останов" источника соединен с Б-входом шестого триггера и через элемент задержки - с К-входом пятоготриггера, инверсный выход которогосоединен с управляющим входом четвертого ключа,Гагарина,101 нИизводственно-издательский комбинат Патент , г.уагор Заказ 4686/43 Тираж 713 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5