Измерительный прибор с аналоговым отсчетом

1 К 19/2 ИЗОБ САН ВТОРС ОГО РИТЕЛЬНЬИ ПРТОМретение позизмерения и БО(54) ИЗ ВЫМ ОТС (57) Из ет повысить ора с анальный приб очность водствв томати Измернтелало го-цифр о вым отсч содержит ватель 1 дешифрат и 8 син епром З.Маз бразоьсов,и 2 и линеи элесчетчикры 4икатораминт НЕ 14распредение эл 8)ельство СССР9/25, 1980.ство СССР19/25, 1982,генлител элем 17 импуИЛИ 12 иока 18 ниее- еаз в и связмежут2 ил ног СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТСССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Казанское научиное объединение "Неф(56) Авторское свидеВ 725032, кл, С 01 КАвторское свидетелУ 1057871, кл. С 01 1374135 сов. Введсчетчика 15 импуроля наличия импуновых функционалчивают коррекцизультата измереИзобретение относится к измерительной технике.Целью изобретения является повышение точности измерения за счет кор 5рекции промежуточного результата измерений,На Фиг.1 приведена функциональнаясхема прибора; на Фиг,2 - временныедиаграммы его работы. 10Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АДП), счетчики 2 и 3 импульсов с предварительнойустановкой кода, дешифраторы 4 - 6,первую линейную шкалу 7 с индикатора ми (основную), вторую дополнительнуюлинейную шкалу 8 с индикаторами, элементы 9 - 11 И, элементы 12, 13 ИЛИэлемент 14 НЕ, счетчик 15 импульсов,генератор 16 импульсов, распределитель 17 импульсов и блок 18 контроляналичия импульсов.Распределитель 17 импульсов содержит триггеры 19, 20, счетчик 21 импульсов, дешифратор 22., элемент 23, 2524 И, элемент 25 НЕ и формирователи26 - 28 импульсов.Блок 18 контроля наличия импульсов содержит Формирователь 29 импульсов, резистор 30, полупроводниковый 30диод 31 и конденсатор 32.Группа выходов (старшие разряды)АЦП 1 соединена с установочными входами счетчика 2 импульсов с предварительной установкой кода, выходы которого соединены с установочными входами счетчика 3 импульсов с предварительной установкой кода, первая группа выходов которого соединена с адресными входами дешифратора 4, авторая группа выходов соединена садресными входами дешифратора 5 и сгруппой входов элемента 13 ИЛИ. Выходы дешифраторов 4,5 соединены свходами линейной шкалы 7 с индикаторами, Нулевой выход дешифратора 4соединен также с дополнительным входом элемента 13 ИЛИ, выход которогосоединен с первым входом элемента10 И и входом элемента 14 НЕ. Выходэлемента 14 НЕ соединен с первым50входом элемента 11 И выход которогосоединен с первым входом элемента12 ИЛИ и счетным входом счетчика 15импульсов выходы которого соединеЭ55ны с адресными входами дешифратора6. Стробирующий вход дешифратора 5соединен с нулевым выходом дешифратора 6, остальные выходы которого соединены с входами дополнительной ли нейной шкалы 8 с индикаторами. Дополнительный выход АЦП 1 соединен с первым входом элемента 9 И, выход которого соединен со счетным входом счетчика 2 импульсов. Счетный вход счетчика 3 соединен с выходом эле" мента 10 И и с вторым входом элемента 12 ИЛИ, выход которого соединен с входом блока 18 контроля наличия импульсов, выход которого соединен со стробирующим входом дешифратора бВыход генератора 16 импульсов соединен с первым входом распределителя 17 импульсов, второй вход которого соединен с управляющим выходом АЦП 1, Первый выход распределителя импульсов соединен с вторыми входами элементов 10, 11 И, второй выход распределителя 17 импульсов соединен с управляющим входом счетчика 3 импульсов, с третьим входом элемента 12 ИЛИ и с входом установки в нулевое состояние счетчика 15 импульсов, Третий выход распределителя 17 импульсов соединен с управляющим входом счетчика 2 импульсов, Четвертый выход распределителя 17 импульсов соединен с вторым входом элемента 9 И. Выход генератора 16 импульсов соединен со счетным входом счетчика 21 импульсов и с первым входом элемента 24 И, второй вход которого соединен с выходом элемента 25 НЕ и входом формирователя 28 импульсов. Выходы счетчика 21 импульсов соединены с адресными входами дешифратора 22, первый выход которого соединен с тактовымгвходом триггера 20 и первым входом элемента 23 И. Четвертый выход дешифратора 22 соединен с входом элемента 25 НЕ, Управляющий выход АЦП 1 соединен с тактовым входом триггера 19, П-вход которого соединен с общей шиной, а инверсный выход соединен с 0-входом триггера 20. Выход триггера 20 соединен с Я-входом триггера 19 и с вторым входом элемента 23 И, выход которого соединен с входом формирователя 26 импульсов, Инверсный выход триггера 20 соединен с входом формирователя 27 импульсов. Выход элемента 24 И является первым выходом распределителя 17 импульсов, вторым выходом которого является выход Формирователя 28 импульсов, третьим выходом распределителя 17 импульсов является выход формирователя26 импульсов, а четвертым выходомвыход формирователя 27 импульсов.Прибор работает следующим образом.Тактовые импульсы с выхода генератора 16 поступают на вход счетчика.21, последовательно изменяя его состояние. Каждому состоянию счетчика21 будет соответствовать единичныйуровень на соответствующем выходедешифратора 22. Так, на первом выходедешифратора 22 будет единичный уровень при равенстве выходного кодасчетчика 21 единице, а на третьемвыходе дешифратора 22 будет единичный уровень при равенстве кода счетчика 21 трем. Как видно из анализавременных диаграмм (фиг.2), импульсы с первого и третьего выходов дешифратора 22 взаимно не перекрываются, а длительность каждого импульсаравна периоду повторения тактовыхимнульсов. По окончанию каждого импульса с третьего выхода дешифратора 2522 формирователь 28 формирует импульснебольшой длительности, который устанавливает (или подтверждает) в нулевое состояние счетчик 15, а такжепроизводит запись выходного кода счет чика 2 в счетчик 3 с предварительнойустановкой кода,АЦП 1 после каждого измерения поуправляющему выходу выдает сигнал"Конец преобразования", поступающийв распределитель 17 импульсов на так 35товый вход 0-триггера 19 и переводитего в нулевое состояние, На инверсном выходе триггера 19 появляетсяединичный уровень, поступающий на 0- 40вход триггера 20. Импульс с первоговыхода дешифратора 22 переводит триггер 20 в единичное состояние, которое переводит триггер 19 также в еди-ничное состояние. На инверсном выходе триггера 19 появляется нулевой уровень и следующий импульс с первоговыхода дешифратора 22 переводит триггер 20 в исходное нулевое состояние.Таким образом на каждый импульс с50управляющего выхода АЦП 1 на выходетриггера 20 формируется импульс,длительность которого равна периодуследования импульсов с выхода дешиф-.ратора 22. Импульс, переводящий триггер 20 в исходное нулевое состояние, че 55рез элемент 23 И поступает на вход формирователя 26 импульсов. На выходахформирователей 26, 27 формируются импульсы небольшой длительности, удаленные один от другого на длительность импульса с выхода элемента 23 И. Импульсом с выхода формирователя 26 производится запись кода с группы выходов АЦП 1 в счетчик 2 импульсов с предварительной установкой кода, а импульс с выхода формирователя 27 поступает на вход элемента 9 И. На другой вход элемента 9 И поступает сигнал с дополнительного выхода АЦП 1. В качестве дополнительного выхода АЦП 1 может служить следующий разряд после группы старших разрядов, или выход схемы сравнения, условно входящей в состав АЦП 1 (на фиг.2 не изображено). На первую группу входов схемы сравнения подаются младшие разряды выходного кода АЦП 1 (не поступающие на входы счетчика 2), а на вторую группу входов код уставки. Если значение кода младших разрядов АЦП 1 больше или равно величине уставки, то на выходе схемы сравнения присутствуют единичный уровень, который поступает на вход элемента 9 И, разрешая прохождение импульса с выхода формирователя 27 на вход счетчика 2, Если используется следующий разряд АЦП 1, то прохождение импульса и увеличение кода счетчика 2 на единицу будет при нахождении его в единичном состоянии. Таким образом, коррекция выходного кода с АЦП 1 производится с помощью анализа значения младших разрядов, которые в известном устройстве не участвовали в индикации на линейной шкале, и увеличения выходного кода на единицу в случае превышения младшими разрядами определенного значения. Поэтому в счетчик 3 записывается только результирующий код и на линейной шкале фиксируется тоже результирующее (округленное) значение, что устраняет колебание светового указателя около среднего значения.Тактовые импульсы с выхода генератора 16 поступают также на вход элемента 24 И, на другой вход кото рого поступают импульсы запрета с выхода элемента 25 НЕ, На выходе элемента 24 И формируются пачки импульсов (см.фиг,2),причем количество им" пульсов в каждой пачке на единицу меньше количества включаемых индикаторов на световом указателе линейной шкалы, При наличии единичногопотенциала на выходе элемента 13 ИЛИуказанная пачка импульсов с выходаэлемента 24 И через элемент 10 Ипоступает на вычитающий (счетный)вход счетчика 3 импульсов, последовательно уменьшая его содержимое(счетчик,3 срабатывает по заднемуфронту импульсов). В каждый моментвремени с выходов дешифраторов 4,5 10одновременно поступают сигналы,включающие один индикатор линейнойшкалы 7, Для.протекания тока черезвыбранный индикатор дешифратора 4подключены усилители втекающего тока, 15а на выходах дешифратора 5 усилителивытекающего тока, поэтому включенный выход дешифратора 4 будет находиться в нулевом (инверсном) состоянии, а включенный выход дешифратора 205 в единичном, На стробирующий входдешифратора 5 подается разрешающий(единичный) уровень с нулевого выхода дешифратора б, так как по условию счетчик 15 находится в нулевом 25состоянии, На стробирукиций вход дешифратора 4, а также на другие неиспользуемые входы (при их наличии)поданы нейтральные логические уровни, не влияющие на их состояние. 30В результате последовательногоизменения ( уменьшения ) состояниясчетчика 3 последовательно подключаются соответствующие индикаторы, а врезультате инерционности человеческого зрения создается картина одновременной светимости выбранных индикаторов участка шкалы, После окончания пачки импульсов с выхода формирователя 28 поступает новый импульс 40который (потенциально) восстанавливает исходное значение в счетчике3, при условии, что содержимое счетчика 2 не изменилось. Далее описанный процесс повторяется, Если содержимое счетчика 2 к моменту записиинформации в счетчик 3 изменилось,то в счетчик 3 записывается новое, значение и положение светового указателя будет иное, но длина его останется прежней.Если в процессе вычитания (илипри предварительной записи) счетчик3 перейдет в нулевое состояние, тона выходеэлемента 15 ИЛИ появитсянулевой потенциал, запрещающий прохождение импульсов через элемент 10 Ии разрешающий прохождение импульсовчерез элемент 11 И на вход (суммирукурций) счетчика 15, который переключается по заднему фронту входныхимпульсов.При переключении счетчика 15 всостояние, отличное от нуля, на нулевом выходе дешифратора 6 появляется нулевой (запрещающий) уровень,который блокирует дешифратор 5, азначит и индикацию на основной шкале 7, т.е, нулевой индикатор на шкале 7 будет выключен,Для ограничения максимальноготока через индикаторы длины светового указателя линейной шкалы, а значит и количество всех индикатороввторой (дополнительной) линейнойшкалы должны выбираться небольшимнапример не более восьми. Поэтомудля управления шкалой 8 достаточноиспользовать один дешифратор 6, т.е.ток через индикатор шкалы 8 протекает при появлении сигнала на соответствующем ему выходе дешифратора6. Дешифратор б подключается к второй (дополнительной) линейной шкале8, начиная с первого выхода, поэтому, если код счетчика 15 равен нулю,то индикаторы шкалы 8 не включены,При изменении кода счетчика 15 начинают подключаться индикаторы второй(дополнительной) шкалы 8, причем первый индикатор этой шкалы конструктивно располагается к "нулевому" индикатору шкалы 7 для избежания разрыва светового указателя. В результате этого суммарная длина светового указателя на двух шкалах 7, 8будет постоянной и равной длине светового указателя на шкале 7 в описанном случае,Импульсы с выходов элементов10,11 И, а также с выхода формирователя 28 через элемент 12 ИЛИ поступают на вход блока 18 контроля наличия импульсов (см.фиг.2). При нормальной работе устройства на конденсаторе 32 присутствует единичный(разрешающий) потенциал, который .поступает на стробирующий вход дешифратора 6, В случае неисправностиустройства (при отсутствии импульсовна входе формирователя 29 ) конденсатор 32 разряжается и подает запретна дешифратор 6, На всех выходахдешифратора 6 появляются нулевые(запрещающие )потенциалы, которыеотключают индикаторы шкалы 8, а запрещающий потенциал с нулевого выхо1374135 Формул а да дешифратора 6 поступает на стробирующий вход дешифратора 5, блокируя его выходы и отключая тем самым индикаторы шкалы 7.На временных диаграммах (см.фиг,2)5 рассматриваются разные значения на.чального кода, записываемого в счетчики 2, 3 (значения кода указаны цифрами над соответствующими импульсами), Ввиду того, что запись начального кода в счетчик 3 происходит потенциально и практически значение кода устанавливается сразу по поступлении импульса, т.е. по его началу, то время нахождения счетчика 3 в каждом состоянии будет одинаково и равно периоду следования тактовых импульсов генератора 1620из о бр е т ения Измерительный прибор с аналоговым отсчетом, содержащий анапого-цифровой преобразователь, первый и вто рой счетчики импульсов, первый, второй и третий дешифраторы, первую и вторую линейную шкалу с индикаторами, распределитель импульсов, генератор импульсов, первый, второй и третий элементы И и элемент НЕ, причем первая группа выходов первого счетчика импульсов соединена с адресными входами первого дешифратора, выходы которого соединены с первой группой35 входов первой линейной шкалы с индикаторами, вторая группа выходов первого счетчика импульсов соединена с адресными входами второго дешифратора, выходы которого соединены с второй группой входов первой линейной шкалы с индикаторами, первый вход первого элемента И соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемен та И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выходы второго счетчика импульсов соединены с адресными входами третьего дешифратора, выходы которого, начиная с первого, соединены с входами второй линейной шкалы с индикаторами, первый выход расп ределителя импульсов соединен с вторым входом второго элемента И и свторым входом первого элемента И,выход которого соединен с вычитающимвходом первого счетчика импульсов,выход генератора импульсов соединенс первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с управляющим выходом аналогоцифрового преобразователя, второй выход распределителя импульсов соединен с управляющим входом первогосчетчика импульсов и входом установки в "0" второго счетчика импульсов,отличающий с я тем, что,с целью повышения точности измерения,в него дополнительно введены третийсчетчик импульсов, первый и второйэлементы ИЛИ и блок контроля напичия импульсов, причем группа выходов аналого-цифрового преобразователя соединена с установочными входамитретьего счетчика импульсов, выходы которого соединены с установочными входами первого счетчика импульсов, дополнительный выход аналогоцифрового преобразователя соединенс первым входом третьего элемента И,выход которого соединен со счетнымвходом третьего счетчика импульсов,управляющий вход которого соединен стретьим выходом распределителя импульсов, четвертый выход которого соединен с.вторым входом третьего элементаИ, нулевой выход первого дешифраторасоединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ, остальные входы которого соединены с второй группой выходов первого счетчика импульсов,первый вход второго элемента ИЛИсоединен с управляющим входом первого счетчика импульсов, второй входсоединен с вычитающим входом первогосчетчика импульсов, третий вход соединен со счетным входом второго счет.чика импульсов, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом блокаконтроля наличия импульсов, выходкоторого соединен со стробирующимвходом третьего дешифратора, а выходпервого элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ,1374135 Составитель В.Крючков Техред Л.Сердюкова Редактор О.Спесивых Корректор И.Муска Заказ 570/41 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5