Устройство для измерения величины тока

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 959276 Союз Советски кСфцивлистичвскикРеслублик(22) Заявлено 09. 01. 81 (21) 3232601/18-21 с присоединением заявки М(2 В)Приоритет 1 ввударстванный юкнтвт СССР аф делан нзобретеннй и открытийОпубликовано 1. 09. 82, Бюллетень ЛЪ 34 Дата опубликования описания 15. 09. 82 Андреев, В.К.Басенко, С.П.Ситько, И. В.А.Шевченко и И,Б.Рубашов72) Авторы изобретения рдена Ленина гоим. Т. Г.Шевчен дарственный у евск) Заявит 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ТОК ол йс измерения в ого полупроод действием я, состоящее аналого-циф 1. строиства и быстроИзобертение относится к ядерадиоэлектронике .и предназначеизмерения тока, генерируемогопроводниковым детектором под дем рентгеновского излучения,Известно устроис оличины тока, генерируеводниковым детекторомрентгеновского излучениз интегратора тока ирового преобразователя Недостатками данного уявляются низкие точностьдействия преобразования,Известно также устройство, соде жащее входной ключ, генератор тока разряда, интегратор, блок сравнени низкого уровня, триггер управления входным ключем, триггер выделения интервала времени разряда, элемент И, генератор стабильной частоты и :счетчик числа2 1. Недостатками такого устройстваявляются низкие точность и быстродей.ствия преобразования.Целью изобретения является рас 5ширение диапазона измеряемых величинувеличение точности измерения ибыстродействия,Поставленная цель достигаетсятем,.что в устройство для измерения10 величины тока, содержащее счетчикколичества импульсов, первый входкоторого соединен с выходом элементаИ, первый вход которого соединенс выходом генератора стабильной часфтоты,второй вход с выходом триггерауправления и первым входом входногоключа, второй вход которого .соединенс выходом генератора тока разрядки, авыход -с входной шиной и входом ин 20 тегратора, выход которого соединен свходом блока сравнения низкого уровняв него введены блок сравнения высокого уровня, блок выходных клюцей,накопительный регистр, блок деления,3 9592счетчик числа переходов, через высокий уровень, два элемента ИЛИ, первыйвход первого из которых соединен спервой управляющей шиной, второйвход - с выходом блока сравнениянизкого уровня, а выход - с первымвходом триггера управления, а выходвторого элемента ИЛИ соединен совторым входом триггера управления,первый вход - с второй управляющей 10шиной, вторым входом счетчика количества импульсов, первым входомсчетчика числа переходов через высокий уровень и первым входом блокаделения, второй вход с выходом блока 13сравнения .высокого уровня, вторымвходом счетчика числа переходов черезвысокий уровень и .первым входомблока выходных ключей, второй входкоторого соединен с выходом счетчика 20количества импульсов,а выход - с входам накопительного регистра, выходкоторого соединен с вторым входомблока деления, третий вход которогосоединен с выходом счетчика числапереходов через высокий уровень, авыход - с выходной шиной, при этомвход блока сравнения высокого уровнясоединен с выходом интегратора,На фиг. 1 представлена структур ная схема устройства ; на фиг 62.эпюры напряжения во времени; на фиг3 - график измерения коэффициентабыстродействия в зависимости от величины измеряемого тока устройства.Блок-схема предлагаемого устрой ства содержит интегратор 1, входнойключ 2, генератор 3 тока разряда,генератор 4 стабильной частоты, элемент И 5, счетчик 6 количества импульсов, триггер 7 управления входным ключем, первый элемент ИЛИ 8,второй элемент ИЛИ 9, блок 10 сравнения низкого уровня, блок 11 сравнения высокого уровня, блок 12 выходных ключей, накопительный регистр13, блок 14 деления, счетчик 15числа переходов через высокий уровень,входная шина 16, первая управляющаяшина 17, вторая управляющая шина 18,выходная шина 19 устройства. ф 0На фиг,2 изображены эпюры напряжения во времени устройства., где:1 - сигнал на первом входе управления; 11 - сигнал на втором входе управления; на третьем входе схемы Иделения и на втором входе счетчикачисла переходов через высокий уровень; Я - напряжение на выходе ин 76 4тегратора; 1 У - выход схемы сравнения высокого уровня , первый вход выходных ключей и первый вход счетчика числа переходов через высокий уровень; У - выход схемы сравнения низкого уровня; У 1 - цыход триггерауправления входным ключом("0" - ключразомкнут, ".1" - ключ .замкнут); УП - вход, счетчика числа; У 1 - первый вход счетчика числа переходовчерез высокий уровень; 1 Х - единичный код сигнала, передаваемого в накопительный регистр.Устройство для измерения величины тока работает следующим образом.1Сигнал с первой управляющей шиной 17 через первый.элемент ИЛИ 8включает триггер 7 управления входным ключем. При этом отключается ге,нератор 3 тока разряда от входа интегратора 1- и .открывается элемент И5, и импульсы генератора 4 стабиль-ной частоты поступают на счетчик 6числа. Входной измеряемый ток с вход ной шины 16 интегрируется интегратором 1. Процесс продолжается до техпор, пока напряжение на выходе инте-.,гратора 1 не достигнет напряженияверхнего порога. В этот момент срабатывает блок 11 сравнения верхнего уровня, сигнал которой переключает через второй элемент ИЛИ 9 триггер 7 управления, осуществляет передачу кода со счетчика 6 количества импульсов в накопительный регистр 13 че- . рез выходные ключи 12 и записывает единицу в счетчик 15 числа переходов через высокий уровень. Сигнал триггера 7 управления переключает входной ключ 2 и на вход интегратора 1 поступает ток обратной полярности от генератора 3 тока разряда. Элемент И 5 закрывается; Напряжение на выходе интегратора 1 начинает па-. дать. В момент, когда напряжение на выходе интегратора 1 сравнивается с напряжением нижнего порога, срабатывает блок 10 сравнения низкого уровня и сигнал с ее выхода элемент ИЛИ 9 переключает триггер 7 управления. При этом входной ключ 2 переключается в первоначальное положение, элемент И,5 открывается, и процесс проходит аналогично описанному до момента появления сигнала со второй управляющей шины 18. Этот сигнал установит через второй элемент ИЛИ триггер 7 управления в ис5 959 ходное состояние, включит блок 11 деления установит счетчик 6 количества и 1 пульсов и счетчик 15 числа переходов через высокий уровень е исходное состояние. Блок деления 1 М выполнит деление в цифровом виде числа, записанного в накопительном регистре 13, на число, записанное в счетчике 15 числа переходов через высокий уровень1 ОПосле прихода сигнала со второй управляющей шины 18 устройство приводится в исходное состояние, цифровой сигнал на выходе 19 устройства обрат,но пропорционален величине измеряе ф мого тока. формула изобретения 26Устройство для измерения величины тока содержащее счетчик количества импульсов, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора стабильной частоты, второй вход - с выходом триггера управления и первым входом входного ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора тока разряда, а выход - с 30 входной шиной и входом интегратора, выход которого соединен с входом блока сравнения низкого уровня, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения диапазона измеряемых вели-З чин тока, увеличения точности измере-. ния,и быстродействия, в него введены блок сравнения высокого уровня,276 6блок выходных ключей, накопительныйрегистр, блок деления, счетчик числапереходов через высокий уровень,дваэлемента ИЛИ, первый вход первогоиз которых соединен с первой управляющей шиной, второй вход - с выходомблока сравнения низкого уровня, авыход " с первым входом триггерауправления, а выход второго элементаИЛИ соединен с вторым входом триггера управления, первый вход " с втоюрой управляющей шиной, вторым входомсчетчика количества импульсов, первчмвходом счетчика числа переходов через высокий уровень и первым входомблока деления, второй вход - с выходом блока сравнения высокого уровня,вторым входом счетчика числа переходов через высокий уровень и первымвходом блока выходных ключей, второй,вход которого соединен с выходомсчетчика количества импульсов, а вы-ход - с входом накопительного регистра, выход которого соединен свторым входом блока деления, третийвход которого соединен с выходомсчетчика числа переходов через высокийуровень, а выход - с выходной ши- .ной, при этом вход блока сравнениявысокого уровня соединен с выходоминтегратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Копелли Д. Аналоговые инте гральные схемы. Н. Мир" 1972,с. 319-351.2. Патент ВеликобританииИ 1471970, кл. Н 3 Н, 1978.959276 щСоставитель А.Кузнецов Редактор М,Недолуженко Техред М.Рейвес Корректор Н.Король Заказ 7026/76 Тираж 959 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5юфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4