Измеритель экстремумов и перепадов уровня напряжения

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 789813(23) Приоритет аа лелем нэвбретеннй н вткрытнйОпубликовано 23,12,80,Бюллетень РЙ 47 Дата опубликования описания 26.12.80(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭКСТРЕМУМОВ И ПЕРЕПАДОВ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для измерения максимального, минимального значений напряжений, разницы между ними, а также режущего значения5 напряжения.Известно устройство для измерения экстремумов и перепадов уровня напряж ния, содержащее два запоминающих устройства, компаратор, два ключа, диФФеренциал ьный усил ител ь и блок регистрации 111.Недостатком этого устройства является его низкая точность.1 Ъвестен также измеритель экстремумов и перепадов уровня напряжения, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с синхронизируюшим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом первого компаратора, вычитаюший вход реверсивного счетчика соединен с выходом второго компаратора, выходы реверсивного счетчика через первый коммутатор соединены с соответствуюшими 2входами первого элемента ИЛИ, выходыкоторого соединены со входами преобразователя аналог-цифра 2 1.Недостаток этого устройства заключается в низкой точностиБель изобретения - повышение точности,Поставленная цель достигается тем,что в измеритель экстремумов и перепадов уровня напряжения, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которго соединен с синхронизирующим входомреверсивного счетчика, суммирующий входкоторого соединен с выходом первого компаратора, вычитающий вход реверсивногосчетчика соединен с выходом, второгокомпаратора, выходы реверсивного счетчика через первый коммутатор соединены ссоответствующими входами первого элемента ИЛИ, выходы которого соединенысо входами преобразователя аналог-цифра,введены третий и четвертый компараторы,семь ключей, второй, третий и четвертыйкоммутаторы, три счетчика, второй эле3 78981 мент ИЛИ, четыре элемента памяти, элемент задержки и бпок управления, причем первый вход первого компаратора соединен с первой шиной входного сигнала и через первый ключ с первым входом второго компаратора, через второй ключ с первым входом третьего компаратора и с первым входом четвертого компаратора, выход преобразователя аналог-цифра соединен через третий ключ со вторым входом первого компаратора, через четвертый ключ и первый элемент памяти со вторым входом второго компаратора, через пятый ключ и второй элемент памяти со вторым входом третьего компаратора, через Шестой ключ и третий элемент памяти с первой шиной выходного сигнала, через седьмой ключ со вторым входом четвертого компаратора и со входом четвертого элемента памяти, выход которого соединен со. второй шиной выходного сигнала, выход чет вертого компаратора соединен со входом первого счетчика и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего компаратора и со входом второго счетчика, выходы которого через второй коммутатор соединены с соответствующими входами первого эпемента ИЛИ, выходы первого счетчика через третий коммутатор соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен со входом третьего счетчика, выходы которого через четвертый коммутатор соединены с соответствующими входами первого эпемента ИЛИ, управляющие входы первого, третьего и четвертого ключей и первого коммутатора соединены с первым выходом блока управления, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход блока управления соединен со второй шиной входного сигнала, с установочными входами первого и второго счетчиков, через элемент задержки соединен с уста новочным входом третьего счетчика и с третьим входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющими входами шестого ключа и четвертого коммутатора, третий выход бпока управления соединен с управ ляющими входами второго, пятого ключей и второго коммутатора, четвертый выход блока управления соединен с управляющими входами седьмого ключа и третьего коммутатора.55На фиг. 1 представлена .блок-схема измерителя экстремумов и перепадов уровня напряжения; на фиг. 2 - вариант исполнения блока управления. 3 4Измеритель экстремумов и перепадов уровня напряжения содержит преобразоватепь 1 цифра-аналог, эпементы 2 и 3 ИЛИ, коммутаторы 4 - 7, реверсивный счетчик 8, счетчики 9 - 11, элементы 12 - 15, памяти, компараторы 16 - 19, ключи 20 - 26, блок 27 управления, элемент 28 задержки, генератор 29 тактовых импульсов, причем выход преобразователя 1 соединен через ключ 22 и элемент 12 с первым входом компаратора 17, через ключ 23 и элемент 13 с шиной 30 выходного сигнала, через ключ 24 и элемент 14 с первым входом компаратора 19, через ключ 26 с первым входом компаратора 18 и со входом элемента 15, через ключ 20 с первым входом компаратора 16, второй вход которого соединен .с шиной 31 входного сигнала, через ключ 21 со вторым входом компаратора 17 и через ключ 25 со вторым входом компаратора 18, выход элемента 15 соединен с шиной 32 выходного сигнала, выход компаратора 18 соединен со входом сче 1 чика 10 с первым входом элемента 3 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом компаратора 19 и со входом счет чика 11, выход которого соединен через коммутатор 7 с соответствующими входами элемента 2 ИЛИ, выходы счетчика 10 через коммутатор 6 соединены с соответствующими входами элемента 2 ИЛИ, выходы реверсивного счетчика 8 через коммутатор 4 соединены с соответствую- шими входами элемента 2 ИЛИ, выход элемента 3 ИЛИ соединен со входом счетчика 9, выходы которого через коммутатор 5 соединены с соответствующими входами элемента 2 ИЛИ, выход компаратора 16 соединен с первым входом реверсивного счетчика 8, второй вход которого соединен с выходом компаратора 17, управляющие входы ключей 20 - 22 и коммутатора 4 соединены с выходом 33 блока 27, выход 34 которого соединен с управляющими входами ключа 23 и коммутатора 5, управляющие входы ключей 24 и и 25 и коммутатора 7 соединены с выходом 35 бпока 27, выход 36 которого соединен с управпяющими входами ключа 26 и коммутатора 6, выход генератора 29 соединен С синхронизпрующими входом реверсивного счетчика 8 и со входом 37 блока 27, вход 38 которого соединен с шиной 39 входного сигнала, с установочными входами счетчиков 10 и 11, через элемент 28 соединен с установочным входом счетчика 9 и со входсм 40 блока 27.Блок 27 управпения может быть выполнен по схеме (фиг. 2)содержащей триггеры 4 1 - 4 3, элемент 44 задержки, элемент 45 И и дешифратор 46, причем вход триггера 43 соединен через элемент 5 33 с шиной входного сигнала, первый выход триггера 43 соединен с первым входом дешифратора 46, второй вход котор- го соединен со вторым выходом триггера 43 и с первым входом элемента 45 И, О второй вход которого соединен с выходом триггера 42, первый вход которого соединен с шиной 38 бпока 27 входного сигнала и с установочным входом триггера 41, счетный вход которого соединен 15 с выходом элемента 45 И, второй вход триггера 4 1 соединен с шиной 40 входного сигнала, выходы триггера 41 соединены соответственно с третьим и четвертым входом дешифратора 46, выходы де О шифратора 46 соединены соответственно с шинами 33 - 36 выходного сигнала. Устройство работает следующим образом,Работа блока 27 состоит из двух режимов, До подачи на шину 39 и, следоватепьно, ка вкод 38 бпока 2 7 входногосигнала (первый режим) триггер 42 состоит в нулевом положении эпемент 45 ИЗОоткрыт и триггер 41 переключается импульсами с выхода триггера 43, Следова- .тельно, выходные сигналы блока 27 формируются только на выходах 33 и 36.После подачи на шину 39 сигнала (второйрежим) элемент 45 И закрывается, триг 35гер 41 не переключается сигналами с выхода триггера 43 и выходные сигналыблока 27 формируются только на выходах35 и 36,40После того как сигнал с шины 39прошел элемент 28 задержки и поступилна вход 40 блока 27, блок 27 возвращается в первый режим.До поступления сигнала на шину 3945реверсивный счетчик 8 содержит текущийкод контролируемого напряжения, поступающего с шины 31, так как в течение времени существования импульса на выходе33 блока 27 код иэ реверсивного счетчи 50ка 8 через коммутатор 4 и элемент 2ИЛИ поступает на преобразователь 1; навыходе которого образуется напряжение,соответствующее коду реверсивного счетчика 8. Это напряжение через открытый55ключ 20 поступает в виде импульса напервый вход компаратора 16, а такжечерез открытый в этом интервале временихпюч 24 подается на элемент 12 памяти,где оно запоминается и подается на п- вый вкод компаратора 17. Если текущее значение контролируемого вкодного напряжения, поступающего на шину 31 меньше, чем мгновенное значение на выкоде преобразователя 1, то на выходе компаратора 16 появляется сигнал, поступающий на первый вход реверсивного счетчика 8, в результате чего импульс с выкода генератора 29 уменьшает код реверсивного счетчика 8 на единицу. Если текущее значение входного контролируемого напряжения больше чем мгновенное значение напряжения на выходе преобразователя 1, то срабатывает компаратор 17 и реверсивный счетчик 8 увеличивает свой код на единицу. Таким образом, реверсивный счетчик 8 содержит текущий код контролируемого напряжения.Счетчик 10 содержит код минимального из существовавшик текущих значений контропируемого напряжения, так как импульс на его счетном входе и соответственно на выходе компаратора 18 появляется лищь тогда, когда входной контролируемый сигнал, поступающий на шину 31 меньше амплитуды импупьсного сигнала, поступающего через ключ 26 с преобразователя 1 цифроаналог при соединении входов последнего через элемент 2 ИЛИ и .коммутатор 6 с выходами счетчика 10.Под воздействием импульса на счетном входе код счетчика 10 уменьшается на единицу.Счетчик 11 содержит код максимального из существующик текущих значений контролируемого напряжения. Импульс на его счетном входе и соответственно нд выходе компаратора 19 появляется лишь тогда, когда уровень импульсного сигнала с амплитудой, равной текущему значению контролируемого напряжения, на выходе ключа 25 больше уровня сигнала с выхода элемента 14 памяти задаваемого через ключ 24 преобразователем, подключаемым своими входами в это время к выходам счетчика 11. Под воздействием каждого импульса на счетном входесчетчик 11 увеличивает свой код на единицу.Под воздействием короткого запускающего сигнала, поступающего на шину 39, поступает сигнал на входы установки в исходное состояние счетчиков 10 и 11, под воздействием чего счетчик 11 устанавливается в нулевое состояние, при котором на выходах счетчика имеются нули, а счетчик 10 устанавливается в единичноесостояние, при котором на выходах счетчика - единицы. В течение некоторого времени после поступления сигнапа на шину 39 в блоке 27 импульсы появляются только на выходах 35 и 36 и эа счет5 поступления импульсов с компаратора 19 счетчик 11 устанавливает код, соответствующий текущему значению входного контролируемого напряжения, а счетчик 10 эа счет поступления на его вход импульсово с компаратора 18 устанавпивает тот же код.По истечении максимальнодопустимого времени, необходимого на эту операцию, появляется импульс на выходе элемента 28 задержки, который устанавливает в нулевое состояние счетчик 9 и переводит блок 27 в первый режим при котором производится поспедовательная подача сигналов на выходы 33 - 36 блока 27. При такой работе блока 27 реверсивный счетчик 8 вырабатывает код, соответствующий текущему значению контролируемого напряжения, счетчик 11 вырабатывает код, соответствующий максимальному из текущих значений входного конч ролируемого напряжения, существовавших после установки блока 27 вновь в первый режим, счетчик 10 вырабатывает код, соответствующий минимальному из текущих значений входного контролируемого напряжения, существовавших после установки блока 27 вновь в первый режим, а35 счетчик 9 вырабатывает код, соответст вуюший разности между минимальным и максимальным значениями входного контропируемого напряжения.Предлагаемое устройство позволяет снимать все укаэанные коды с выходов разрядов соответствующих счетчиков. В случае необходимости можно получить и напряжения, соответствующие этим четырем кодам. Так, текущее значение контролируемого напряжения имеется непосредственно на шине 31 входного сигнала, максимальное иэ текущих значений имеется на выходе элемента 14 памяти, минимальное иэ текущих значений можно снимать с выхода элемента 15 памяти, а значение максимальной разности между экстремальными значениями можно получить на выходе элемента 13 памяти.Использование в предлагаемом устРойстве одного преобразователя анапог .код вместо трех преобразоватепей в известном устройстве дает возможность добиться бопее точного соответствия между кодами всех четырех исследуемых значений напряжения и их величинами.формула изобретенияИзмеритель экстремумов и перепадов уровня напряжения, содержащий генератор тактсеых импульсов, выход которого соединен с синхронизирующим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом первого компаратора, вычитаюший вход реверсивного счетчика соединен с выходом второго компаратора, выходы реверсивного счетчика через первый коммутатор соединены с соответствующими входами первого эпемента ИЛИ, выходы которого соединены со входами преобразоватепя аналог-цифра, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий и четвертый компараторы, семь ключей, второй, третий и четвертый коммутаторы, три счетчика, второй элемент ИЛИ, четыре элемента памяти, элемент задержки и блок управления, причем первый вход первого компаратора соединен с первой шиной входного сигнала И через первый люч с первым входом второго компаратора через второй ключ с первым входом третьего компаратора и с первым входом четвертого компаратора, выход преобразоватепя аналог-цифра соединен через третий ключ со вторым входом первого компаратора, через чез вертый ключ и первый элемент памяти со вторым входом второго компаратора, через пятый ключ и второй эпемент памяти со вторым входом третьего компаратора, через шестой ключ и третий эпемент памяти с первой шиной выходного сигнала, через седьмой ключ со вторым входом четвертого компаратора и со входом четвертого элемента памяти, выход которого соединен со второй шиной выходного сит нала, выход четвертого компаратора соединен со входом первого счетчика и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего компаратора и со входом второго счетчика, выходы которого через второй коммутатор соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выходы первого счетчика через третий коммутатор соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен со входом третьего счетчика, выходы которого че рез четвертый коммутатор соединены ссоответствующими входами первого элемента ИЛИ, управляющие входы первого,третьего и четвертого ключей и первогокоммутатора соединены с пеговым выходомблока управления, первый вход которогосоединен с выходом генератора .тактсеыхимпульсов, второй вход блока управлениясоединен со второй шиной входного сигнала с устансеочными входами первого ивторого счетчика, через элемент задерж оки соединен с установочным входом третьего счетчика и с третьим входом. блокауправления, второй выход которого соединен с управляющими входами шестогоключа и четвертого коммутатора, третий. 1 выход блока управления соединен с управляющими.входами второго, пятого ключейи второго коммутатора, четвертый выходблока управления соединен с управляющими входами седьмого ключа и третьегокоммутатооа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 427288, кл. Ь 01 й 19/04,07.02.72..2. Авторское свидетельство СССРМ 345444. кл. б 01 Я 19/10,30. 10.70 (прототип),789813 Составитель Н. Коновалов Техред НГраб Корректор О. Била тор О, Мале Тираж 1019 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раущская наб., д.