Устройство для измерения напряжения

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 29.1177 (21) 2546892/18-21с присоединением заявки Йо(51)М. К .2 Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах преобразования непрерывной информации в дискретную, например в цифровыхвольтметрах.Известно устройство для измерения напряжения, выполненное в виде преобразователя напряжения - цифровой код, содержащее формирователь сигнала за писи, трансформатор с одной обмоткой и двумя выходнымиобмотками, магнитотранзисторный генератор импульсов и вентили 1.Недостатком устройства является 15 то, что управление преобразователей осуществляется по двум раздельным командам: записи и считывания, что при водит к усложнению всего измерительного устройства в целом. 20Известно устройство для измерения напряжения, содержащее счетный блок, блок индикации, преобразователь аналог-код, выполненный на магнитном сердечнике с обмоткой, один конец 25 которой через первый и второй элементы И подсоединен к шинам источников записи и списывания, а другой соеди" нен с второй шиной источника записи и с коллектором транзистора, подсо" ЗОЪ единеннымк первому входу первогоэлемента И-НЕ, к входу линии задержки и к выходу третьего элемента И.Эмиттер транзистора подключен к второй шине источника списывания, а.база соединена с делителем напряжения, подсоединенным в источнику списывания. Первый вход третьего элемента И соединен с линией задержки, авторой вход подсоединен к источникусписывания (21.К недостаткам его следует отнестиневысокую помехоустойчивость и значительную погрешность измерения, поскольку устройство имеет формирователи записи и;списывания, а такжесчетный блок, выполненные в виде отдельных узлов, которые требуют индивидуальной настройки и вносят каждыйсвою погрешностьт входящую в суммарную погрешность устройства измерения.Целью изобретения является повышение точности измерения и помехоустойчивости,Указанная цель достигается тем,что в устройство для измерения напряжения, содержащее счетный блок,блок индикации, преобразователь аналог-код, выполненный на магнитномсердечнике с обмоткой, тра 9 эистор,делитель напряжения, три элемента И,элемент И-НЕ, линию задержкн, введены генератор импульсов; четыре триггера, два дополнительных элементаИ-НЕ, дополнительный элемент И, Приэтом Я - входы первого и второготриггеров соединены с шиной источника пусковых сигналов, единичный выход первого триггера - с вторым входом первого элемента И, единичныйвыход второго триггера - с первымвходом дополнительного элемента И,второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход -с управляющим входом счетного блока.Выход первого элемента И-ЧЕ связанс управляющим входом блока индукции 15и с Н-входомвторого триггера, единичный выход третьего триггера -с вторым входам второго элемента Ии с первым входом первого дополнительного элемента И-НЕ, второй вход кото- Щрого соединен с выходом генератораимпульсов, а выход - с Я-входом четвертого триггера, единичный выход-ксторого -соединен с вторым входомпервого элемента И-НЕ, Нулевой выходтретьего триггера связан с первымвходом второго дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которогосоединен с одним из выходов счетного блока а выход - с Н-входом пер 30вого триггера, с Б-входом третьеготриггера и установочным входом счетного блока,Структурная электрическая схемаустройства приведена на Фиг. 1. НаФиг. 2 представлена статическая прямо-З 5угольная петля гистерезиса, поясняющая работу устройства,устройство для измерения напряжения содержит счетный блок 1, блок2 индикации, магнитый сердечник 3 о 4 Ообмоткой, элементы И 4-7, транзистор 8, элементы И-НЕ 9, 1 О, 1.1, линию 12 задержки, делитель 13 напряжения, триггеры 14-17, генератор18 импульсов, шины 19 пусковых сигналов.Устройство работает следующимобразом,Приподаче сигнала пуск по шине19 пусковых сигйалов триггеры 14 и15 переходят в единичное состояниеи подГотавливают к работе элементы И4 и 7 соответственно. Через-элементИ 4 магнитный сердечник 3 в течение" опре)вселенного времени перемагничивается по частной петле гистерезисав направлении + Вщ до какой-либопромежуточной величины Вг источникомзаписи (Пх). Через элемент И 7 импульсы стабильной частоты с генератора 18 поступают на вход счетного 60блока 1.По достижении счетным блоком 1значения соответствующего счетного; ФЖзряда,подключенного к второмувходу элемента И-НЕ 11, последний у 5 срабатывает и выдает сигнал, которыР переводит триггер 14 в нулевое состояние и, воздействуя на установочный вход счетнбго блока 1, приводит его в исходное положение. Таким образом, триггер 14 определяет время записи измеряемого напряжения Я)Элемент И-НЕ 11 также переводитв единичное состояние триггер 1 б, который сигналом, поступающим с нулевого плеча, закрывает элемент И-НЕ .11,а сигналом, поступающим с единичного плеча, подготавливает к работеэлемент И 5,Через элемент И 5 магнитный сердечник 3 начинает перемагничиватьсяв исходное состояние источникомсписывания (О ), а счетный блокСиис.1, приведенный висходное положениесигналом с элемента И-НЕ 11, начинает заполняться заново импульсамиатабильной частоты, поступающимис генератора 18 через элемент И 7,Временной интервал между моментомподачи сигнала считывания и моментомокончания процесса перемагничиваниямагнитного сердечника 3 пропорционален преобразуемому напряжению, который счетным блоком 1 преобразуетсяв количество импульсов, пропорциональное измеряемому напряжению Я),Когда процесс перемагничиваниямагнитного сердечника 3 в исходноесостояние заканчивается и он входитв насыщение, транзистоо 8 генерирует сигнал, поступающий на первыйвход элемента И-НЕ 9, на втором входе которого имеется разрешающий сигнал, поступающий с единичного плечатриггера 17, который на данный моментбыл переведен в единичное состояниесигналом с элемента И-ЯЕ 10,Сигнал с элемента И-НЕ 9 являетсясигналом окончания процесса считывания, который, поступая на В-входтриггера.15, переводит его в нулевоесостояние. Триггер 15 прекращает поступление импульсов стабильной частоты с генератора 18 на вход счетного блока 1.Сигнал с элемента И-НЕ 9 подаетсятакже на управляющий вход блока 2 индикации, который выдает на цифровоетабло инФормацию, зарегистрированнуюв счетном блоке 1, величина которойпропорциональна измеряемому напряжению.Для уменьшения погрешности преобразователя необходимо полное перемагничивание сердечника до исходного состояние,. Этк Фуикции выйолняют линии12 задержки и элемент И б.В момент окончания процесса перемагничивания сигнал странзистора 8поступает на вход элемента И-НЕ 9и на вход линии 12 задержки. Пройдялинию задержки, этот сигнал открывает элемент И б, шунтирующий транзистор 8, при этом к обмотке магнитногосердечника прикладывается напряжениеисточника списывания (О , ) и магнитный сердечник интенсйвйо заканчивает полное перемагничивание по продольной петле гистерезиса,Для повышения помехоустойчивостиработы устройства для измерения напряжения в схеме используется элемент И-НЕ 9 с новыми связями.При изменении индикации магнитВного сердечника Ьг до МН индуктивное сопротивление обмотки мало итранзистор 8, реагирующий на состояние сердечника, генерирует сигнал,который поступает на элемент И-НЕ,на его другой вход проходит сигналс единичного плеча триггера 17, Приэтом на выходе элемента И-НЕ 9 сигнала нет, так как в момент достижения счетным блоком 1 значения соответствующего счетного разряда, подключенного к одному из входов элемента И-НЕ 11, последний переводитк единичное состояние триггер 16,который подготавливает к работеэлемент И-НЕ 10.Элемент И-НЕ 10 выдает сигнал 25на выходе только с приходом следующего импульса, поступающего с генератора 18, так как счетный блок 1 изменяет свое состояние по заднему фронту импульсов, поступающих на его 30вход.Сигнал с элемента И-НЕ 10 переводиттриггер 17 в единичное состояние, подготавливая к работе элемент И-НЕ 9, 35Этим обеспечивается надежная работа устройства и повышается егопомехозащищенность,На этом процесс измерения напряжения, поступающего на вход устройства (У ), заканчивается, Далее процессизмерения повторяется - на вход устройства подается измеряемое напряжение (У), схема приводится в исходное состояние, подается командаПуск45Использование устройства позволяет по сравнению с известными устройствами использовать счетный блок вкачестве формирователя записи и списывания и регистрирующего устройства,50что существенно повышает точностьизмерения, использование первого элемента И-НЕ на выходе, преобразователя и триггеров управления повышаетпомехозащищенность устройства. 55 Формула изобретенияУстройство для измерения напряжения, содержащее последовательно соединенные блок индикации и счетный блок, 60 преобразователь аналог-код, выполненный на магнитном сердечнике собмоткой, первый выход которой черезпервый и второй элементы И подсоединен к первым шинам источника записии списывания, а второй вывод соединен с второй шиной источника записии с коллектором транзистора, подсоединенным к первому входу первогоэлемента И-НЕ, к входу линии задержки и к выходу третьего элемента И,эмиттер транзистора подсоединен ковторой шине источника списывания, абаза соединена с выходом делителейнапряжения, подСоединенным к шинамисточника списывания, первый вход .,третьего элемента И,соединен с вы-ходом линии задержки, а второй входподсоединен ко второй шине источника списывания, о т ли ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышенияlточности измерения"и помехоустойчивости, в него введеиы генератор импульсов, четыре триггера, два дополнительных элемента И-НЕ, дополнительный элемент И, причем Я-входы первого и второго триггеров соединены сшиной источника пусковых сигналов,единичный выход первого триггерасоединен с вторым входом первогоэлемента И, единичный выход второго триггера соединен с первым входомдополнительного элемента И, второйвход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соедийен суправляющим входом счетного блока,выход первого элемента И-НЕ соедйнен с управляющим входом блока индикации и с В-входом второго триггера,единичный выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом первого дополнительного элемента И-НЕ, второйвход которого соединен с выходомгенератора импульсов, а выход соединен с Я-входом четвеотого триггера,единичный выход которого соединен свторым входом первого элемента И-НЕ,нулевой выход третьего триггера соединен с первым входом второго допол- нительного элемента И-НЕ, второйвход которого соединен с одним извыходов счетного блока, а выход соединен с В-входом первого триггерас Я-входом третьего триггера и установочным входом счетного блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 244737, кл. 6 06 З 3/00, 19682, Авторское свидетельство СССРР 350165, кл. Н 03 К 13/20, 1970Увгород, ул.Проектная,нтф лиал ППП каз 2829/37 ТирЦНИИПИ ГосУДаРст.по делам изоб113035, Москва, Ж99 нно тен комите и откр ская на ПодписноСССРийд. 4/5