ZIP архив

Текст

-, ; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЬР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 347909, кл. Н 03 К 13/20, 1968.Авторское свидетельство СССРВ 966613, кл. С 01 К 19/25, 1980.(57) Изобретение может быть использовано для построения цифровых вольтметров с автоматической коррекциейаддитивной составляющей погрешности.Цель изобретения - повышение быстродействия, устройство содержит счетчик15, элементы И О, 18, триггеры 19,17, реверсивный счетчик 21, усилитель 3, источник 2 напряжения смещения, переключатель 4, источник 11опорного напряжения, ключ 7,интегратор 5, нуль-орган 8, блок 9 управления, блок 6 управления ключами; фазовый детектор 12, генератор 13 тактовых импульсов, делитель 14 частоты,дешифратор 28 с индикаторным табло,блок 27 памяти, схему 25 переноса.Введение переключателя 1 полярности,селектора 20,. элементов. И 23, 24,элемента ИЛИ 24, селектора 20, схемы 16переноса, формирователей 22, 30,3 1импульсов, триггера 29 позволяет организовать в каждом такте работы выдачу результатов измерения, зависящих от значений входного сигнала впримыкающих тактах. 2 ил.25 2блока 6 управления ключами, выходыкоторого подключены к управляющимвходам переключателя 1 полярности,переключателя 4, первого ключа 7.Шина "50 Гц" подключена к первомувходу фазового детектора 12, выходкоторого соединен с входом генерато.ра 13 тактовых импульсов, которыйпо выходу соединен с входом блока 9управления, вторым входом первогоэлемента И 10 и входом делителя 14частоты, выход которого соединен свторым входом фазового детектора 12и входом блока 9 управления, выходкоторого соединен с третьим входом 1 12738Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения цифровыхвольтметров с автоматической коррекцией аддитивной составляющей погрешности,Целью изобретения является повышениебыстродействия за счет организации в каждом такте работы выдачирезультатов измерения, зависящих от 1 Означений входного сигнала в примыкающих тактах,На фиг. 1 представлена схема цифрового вольтметра; на фиг. 2 - временные диаграммы работы основных 5узлов.Цифровой вольтметр содержит переключатель 1 полярности, источник 2напряжения смещения, усилитель З,переключатель 4, интегратор 5, блок 6 управления ключами, первый ключ 7, нульорган, 8, блок 9 управления, первыйэлемент И 10, источник 11 опорногонапряжения, фазовый детектор 12, генератор 13 тактовых импульсов, делитель 14 частоты, счетчик 15, вторуюсхему 16 переноса, второй триггер 17,второй элемент И 18, первый триггер19, селектор 20, реверсивный счетчик 21, первый формирователь 22 им- ЗОпульсов, третий элемент И 23, элемент ИЛИ 24, первую схему 25 переноса, четвертый элемент И 26, блок 27памяти, дешифратор 28 с индикаторнымтабло, третий триггер 29, второй итретий формирователи 30 и 31 импульсов. Две входные шины цифрового вольтметра подключены к входу переключате 40 ля 1 полярности, первый выход которого связан с первым входом усилителя 3, второй выход соединен с первым зажимом источника 2 напряжения смешения, второй зажим которого соединен45 с вторым входом усилителя 3, выход которого подключен к первому входу переключателя 4, второй вход которого соединен с выходом источника 11 опорного напряжения, Выход переключателя 4 соединен с первым зажимом ключа 750 и с входом интегратора 5, выход которого подключен к входу нуль-органа 8, который своим выходом соединен с вторым зажимом первого ключа 7, с входом пер ого триггера 19, входом блока 9 управления и с первым входом первого элемента И 10. Выход блока 9 управления соединен с входом первого элемента И 10 и с входом четвертого элемента И 26, второй входкоторого соединен с единичным выходом первого триггера 19 и первым входом селектора 20, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 10 и входом счетчика 15. Выход четвертого элемента И 26 соединен с входом первого формирователя22 импульсов, выход которого подключен к входу первой схемы 25 переноса и к входу второго формирователяЗО, выход которого подключен к входу второй схемы 16 переноса, к счетному входу триггера 29 и входу третьего формирователя 31, выход которо-.го связан с (и+1)-м входом дешифратора 28 с индикаторным табло и с входом устаиовки в нулевое состояниесчетчика 15 и установки в нулевоесостояние триггера 17;и-информационных выходов счетчика 15 подключены к и входам второй схемы 16 переноса,п информационных выходов которой соединены с и входами параллельной записи реверсивного счетчика 21,суммирующий и вычитающий входы которого соединены с выходами селектора 20; (п+1)-й выход реверсивного счетчика 21 соединен с входом установки в единичное состояние триггера 17, единичный выход которого подключен к входу элемента И 18 и к третьему входу селектора 20, четвертый вход которогосоединен с нулевым выходом триггера17 и с входом элемента И 23, второйвход которого соединен с нулевым выходом триггера 29, единичный выходкоторого подключен к второму входуэлемента И 18, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 24,второй вход которого соединен с выходом элемента И 23, а выход элемента ИЛИ 24 подключен к входу первой схемыз 1273825 ф 25 переноса, другие входы которой 9 посредством блока 6 на время2 соединены с информационными выходами (фиг. 2 а) подключает выходное напряреверсивногосчетчика 21, информаци- жение Ь усилителя 3 онные выходы схемы 25 переноса подключены к входам блока 27 памяти,инфор- Ъ=К ц, +цсм +ц,(С)3+цар мационные выходы которого соединеныс информационными входами дешифрато- где цар - напряжение дрейфа усилитера 28 с индикаторным табло. ля 3, к входу интегратора 5, а в моЦифровой вольтметр работает следую- мент с, через переключатель 4 к входу щим образом. 1 О интегратора 5 подключается образцоВ исходном состоянии по сигналу из вое напряжение ц, источника 11 опорно- блока 9 управления посредством блока го напряжения, противоположное по по управления ключами переключатель 1 лярности к ц , В процессе двухтактнополярности устанавливается в положе- го интегрирования напряжение ние при котором в измерительную цепь 521 Г 1подается измеряемое напряжение -ц2- 1 К-ц +ц +ц (с)+ Триггеры 17, 19, 29, счетчики 15, 21, ф .1 1 з1+ц ас 1+= ц ас =ц блок 27 памяти установлены в состояар 1, . - , 1 - с. ние нуля. В момент С (фиг. 2 б) блок преобразуется в число импульсов ИТ 1г,Цс -)о К 1 Цсм+ Ць(С)3 + ЦЙС + КЦС1 о Э 2ц(с) +цас-цтко где 7 - постоянная времени интегратора 5;Ц - порог срабатывания нуль-орга.25на 8;- частота следования импульсовгенератора 13 тактовых импульсов;ц, - напряжение источника 11;ц - напряжение смещения источсмника 2;К - коэффициент усиления усилителя 3;ц (С) - напряжение помехи во входной35измерительной цепи: Т пТ - время интегрирования в перТвом такте;Т - период напряжения помехи. Импульсы последовательности Ю г записываются в счетчик 15 (фиг. 2 г). В момент с положительным фронтом импульса с выхода нуль-органа 8 (фиг.2 в) триггер 19 переводится в единичное состояние (фиг. 2 д), открывая элемент И 26 по соответствующему входу, а также селектор 20.Во втором цикле измерения в момент С формируется импульс длительности (с с 9 ) (с с ) е этОт имт,ы =к (с -с ) = С " " ф- "2 3 1 о В ц пульс переходит через элемент И 26(фиг. 2 е). В момент с,(фиг. 2 ж) навыходе формирователя 22 формируется импульс длительностью с , переписывающий из реверсивного счетчика 21 в блок 27 памяти код числа, равного нулю. В момент с импульс с выхода6формирователя 30 (фиг.2 з) переписывает из счетчика 15 в реверсивный счетчик 21 код числа Ии перебрасывает в единичное состояние триггер 29, закрывающий элемент И 23 и открывакиций элемент И 18. В момент импульс длительностью с с выхода формирователя 3 1 (фиг. 2 к) сбрасывает в нулевое состояние счетчик 15 и триггер 17. По сигналу из блоков 9 и 6 переключатель 1 переводится в положение, при котором в измерительную цепь подается напряжение +ц, Поэтому напряжение ц =К(ц+ц(с)+цс + +цор на выходе усилителя 3 двухтактным интегрированием1г, Иц+ц(")+", +цап 1 с +1 21 окоторые поступают на вход счетчика15 и через селектор 20 - на вычитающий вход реверсивного счетчика 21В момент с на вход счетчика 21 при 9ходит И импульсов числа М 2 . Счетчик1 21 переходит в нулевое состояние, Сигнал на его выходе переводит в единичное состояние триггер 17 (фиг.2 л). Единичный сигнал на единичном выходе триггера 17 через открытые5 12738элемент И 18 и элемент ИЛИ 24 поступает на вход схемы 25 переноса. Одновременно этим сигналом с выхода триггера 17 селектор 20 разрешает прохождение последующих импульсов (Б 2-И,)числа Б на суммирующий вход реверсивного счетчика 21, К моменту С,в нем зафиксируется код числа1 -Н=Б, (3)К 2 Т, Е,Опропорционального значению измеряемого напряжения Бх и не зависящийот значений параметров ., Б Б, (й),Ю элементов, входящих в цепь аналого-цифрового преобразования, Напряжение Б(С) помехи может иметь несимметричную импульсную форму колебаний.Вследствие его постоянства на времядвух циклов измерения устраняетсявлияние 0 И) на результат измерения, 20Вследствие введения фазовой автоподстройки частотычастота следованияимпульсов в генераторе 13 пропорциональна частоте сети. Поэтому произведение Т,Г = А = сопят при изменении 25периода Т напряжения помехи У (1),авыражение (3) принимает вид о 2 КА 30Выбором К и 13, значение - выбирало ется кратным 10 . Полярность "-" свидетельствует о том, что полярность Б, противоположна полярности напряже"х35Если бы напряжение П было отрицахтельным, то И ( Б, . Поэтому к моменту й в реверсивном счетчике 21 зафикси 10ровался бы код числа (И 2-В ). Наличие нулевого сигнала на единичном выходе триггера 17 и нулевого сигнала на нулевом выходе триггера 29 привело бы к появлению нулевого сигнала на выходе элемента ИЛИ 24. Импульс на выходе формирователя 22 переписывает код числа (К -Н,) с выхода счетчика 21 и полярность "+" с выхода элемента ИЛИ 24 - в блок 27 памяти и на дешифратор 28. Импульс на выходе формирователя 30 переводит триггер 29 в нулевое сос 0 тояние и переписывает код числа Н из счетчика 15 в реверсивный счетчик 21. Импульс на выходе формирователя 31 сбрасывает триггер 17 в счетчик 15 в нулевое состояние. Переключатель полярности 1 включен в положение, при котором в измерительную цепь подается напряжение -Пх . Поскольку 25 ЬМ ( Б 2, то число импульсов И - Бпоступает на вход счетчика 15 и черезселектор 20 - на вычитающий входсчетчика 21. К моменту окончания двухтактного интегрирования в реверсивномсчетчике 21 фиксируется число (И -Б )2 1импульсов. Триггер 17 находится в нулевом состоянии вследствие Б,ИЕдиничный сигнал с нулевого выходатриггера 29 и единичный сигнал с нулевого выхода триггера 17 приводят кпоявлению единичного сигнала на выходах элемента И 23 и элемента ИЛИ 24.Поэтому в начале четвертого цикла измерения в блокпамяти 27 записываетсякод числа (и-н) = (и, -Н 2),Если П отрицательной полярности,то НМ 2, триггер 17 перебрасывается в единичное состояние. На суммирующий вход реверсивного счетчика 21с выхода селектора 20 поступает(И "Б ) импульсов. Элемент И 18 закрыт нулевым сигналом с единичного выхода триггера 29, а элемент И 23 -нулевым сигналом с нулевого выходатриггера 17. Поэтому на выходе элемента ИЛИ 24 получают нулевой сигнал,.который свидетельствует об отрицательной полярности измеряемого напряжения.Формула изобретенияЦифровой вольтметр, содержащий датчик, два элемента И, элемент ИЛИ, генератор тактовых импульсов, два триггера, реверсивный счетчик, усилитель, второй вход которого соеди" нен с первым выводом источника напряжения смещения, а выход соединен с первым входом переключателя второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с первым выводом первого ключа и входом интегратора, выход которого соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с входом первого триггера, с входом блока управления и с вторым выводом первого ключа, первый выход блока управления соединен с входом блока управления ключами, а второй выход - с третьим входом первого элемента И, первый и второй выходы блока управления соединены с управляющими входами переключателя и первого ключа, шина "50 Гц" соединена с первым входом фазового детектора, выход которого7 1273 соединен с входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входами блока управления н делителя частоты, выход которого соеди- нен с вторым входом блока управления и вторым входом фазового детектора, и входов дешифратора с индикаторным табло соединены с соответствующими и-выходами блока памяти, п входов которого соединены с соответствующи О ми и-выходами первой схемы переноса, (и+1)-й выход реверсивного счетчика соединен с входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход 15 котэрого соединен с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейст вия, в него введены третий триггер, вторая схема переноса, селектор, третий и четвертый элементы И,три формирователя импульсов,переключатель полярности, первый вход которо З го соединен с первой входной шиной, второй вход с второй входной шиной, управляющий вход - с третьим выходом блока управления ключами, а первый выход - с первым входом усилите- З 0 ля, второй выход - с вторым выводом источника напряжения смешения, выход нуль-органа соединен с первым входом первого элемента И, единичный выход первого триггера соединен с первым35 входом селектора и с первым входом четвертого элемента И, втОрой вход которого соединен с третьим входом 825 8первого элемента И, а выход соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с входом первой схемы переноса и с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входом второй схемы переноса, с счетным входом третьего триггера и входом третьего Формирователя импульсов, выход которого соединен с Ь+1)-м входом блока дешифратора с индикаторным табло, входами установки в нулевое состояние второго триггера и счетчика, вход которого соединен с вторым входом селектора, второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а п информационных выходов счетчика соединены с и-входами второй схемы переноса, и выходов которой соединены с и-входами записи числа реверсивного счетчика, входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами селектора, а и информационных выходов соединены с и-входами первой схемы переносаЬ+2)-й вход которой соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго и третьего элемента И, второй вход второго элемента И соединен с единичным выходом третьего триггера, а входы третьего элемента И с соответствующими нулевыми выходами второго и третьего триггеров, причем входы управления селектора соединены с единичным и нулевым выходами второго триггера.1/42 Тираж 728 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушкомитета СССР открытий ская наб., д. 4/

Смотреть

Заявка

3839557, 16.01.1985

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5514

ГРИБОК НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ, ЗОРИЙ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, ЛЯШОВСКИЙ ИГОРЬ ЕМЕЛЬЯНОВИЧ, МАКУХ ВАСИЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ, РОМАНЮК СТЕПАН ГРИГОРЬЕВИЧ, СТАДНЫК БОГДАН ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 19/255

Метки: вольтметр, цифровой

Опубликовано: 30.11.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1273825-cifrovojj-voltmetr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Цифровой вольтметр</a>

Похожие патенты