Цифровой вольтметр

:,сюндзи;еПЛАТЮ"9 ут ТГЙВЧИКАЯВВЬЛИЭТБКА Львовский ордена Ленина политехнич им. Ленинского комсомол% хо-. ера.ь Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения щитовых цифровых вольтметров.Известен цифровой вольтметр, содержащий усилитель, источник опорного на пряжения, источник напряжения смещения, интегратор, нуль-орган, ключи, блок управления ключами, блок управления устройством, фазовый детектор, генератор. тактовых импульсов, делитель частоты, блок индикации полярности, счетчик, устройство переноса, устройство памяти, дешифратор с индикаторным табло ,1 .Недостатком данного цифрового вольтметра является низкая точность и надежность преобразования.Целью изобретения является повышение точности и надежности преобразования еПоставленная целцифровой вольтиндикации поляр первый вход которого соединен с первойвходной шиной, второй вход - с первымвыходом блока управления юпочами, третий вход - с первым входом усилителя,второй вход которого через источник напряжения смещения соединен с второй, входной шиной, а выход - с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом блока О управления ключей, а третий вход - спервыми входами третьего и четвертогоключа и с входом интегратора, выходкоторого соединен с входом нуль-органа,выход которого соединен с вторым вхо 1 з дом третьего ключа и входом блока управления, первый выход которого соед- нен с входом блока управления ключами,второй выход - с первым входом блокапереноса, третий выход - с первым вхоо дом блока памяти, четвертый выход - спервыми входами делителя частоты и фазового детектора, пятый выход - с вдом делителя. частоты и выходом ген6613 4В первом такте измерения замыкиотключи 2 и 3 и размыкают ключ 5. Навход интегратора подают напряжениео=В, .м),%где К - коэффициент преобразования усилителя 7;- выходное напряжение источникасм6 напряжения смешения;10 ду - приведенный ко входу дрейф усилителя,За время первого такта напряжение навыходе интегратора 9 достигает величи- ны где дО- приведенный к вход др йф 20 тегратора;"С - постоянная времени интегратоИра;Т 1- - длительность первого такта.Во втором такте ключи 2 и 3 размы-, 2 кают, и замыкают ключ 4, На вход интегратора 9 подают с источника 8 опорного напряжения напряжение ), Напряжения Ои Оо имеют противоположвные полярности. Во время второго такта З 0 напряжение на выходе интегратора 9 снадает от величИны Орр,(до нуля, т.е. т 1 (4)1= О д.=где- частота следования иьаГульсовос генератора тактовых импульсов,В третьем такте размыкают ключ 4, изамыкаюг ключ 5. Происходит установкаинтегратора 9 в нулевое состояние,В четвертом такте ключ 5 размыкают,а ключи 1 и 3 замыкают. На вход интегратора поступает напряженн; 0 й 14равноет О( =КЬ+Осм+М),3 96 тора тактовых импульсов, выход которого соединен с выходом фазового детектора, второй вход которого соединен с шиной "50 Гц", причем третий вход третьего ипоча соединен с третьим выходом блока управления ключами, четвертый выход которого соединен с вторым входом четвергого ключа, третий вход которого соединен с источником опорного напряжения, причем входы дешифратора с индикаторным таблом соединены с выходами блока памяти, вторые входы которого соединены с выходами блока переноса, вторые выходы которого соедИнены с выходами счетчика, введены пятый ипоч, два элемента И, элемент ИЛИ, два триггера, реверсивный счетчик, входы которого соединены с шес;гым и седьмым выходами блока управления, а выход - с входом первого триггера, выход которого соединен с первыми входами блока индикапии полярности первого элемента И и элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом блока индииапии .полярности, элемента И и выходом второго триггера, а выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с восьмым выходом блока управления, третий вход - с выходом первого элемента И, а выход - с входом счетчика, при этом вход второго триггера соединен с выходом нудь-органа, а пер.вый вход пятого кйюча соединен с второй входной шиной, второй вход - с третьим входск первого ключа, третий вход с пятйм выходом блока управления клюНа фиг. 1 Изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 и 3 - временные диаграммы работы вольтметра.Устройство содержит ключи 1-5, источник 6 напряжений смещения, усилитель 7, источник 8 опорного напряжения, интегратор 9, нуль-орган 10, блок управления ключами 11, фазовый детектор 12, генератор 13 тактовых импульсов, делитель частоты 14, блок управления 15, реверсивный счетчик 16, триггеры 17 и 18, элемент ИЛИ 19, блок индикапии полярности 20, элементы И 21 и 22, счетчик 23, блок переноса 24, блок памяти 25 и дешифратор 26 с индикаторным табло.Устройство работает следующим образомеВ исходном состоянии ключ 5 замкнут остальные разомкнуты,: а счетчики находятся в нулевом состоянии. ЬЬ 6 С( (.(ем+И )+М 1 " Р) ( м СКВО,+И)+д 01 - ,. - ИОо/-дО) - =и3И)где Т 0 - . длительность второго такта,На время второго такта суммирующий, вход реверсивного счетчика 16 черезблок управления 15 соединяют с генера 40 тором 13 тактовых импульсов. За этовремя на реверсивный счетчик поступитЙ 1 импульсов где О - измеряемое напряж 1.пие,;й время и.твертого такта напряжение нд выходе инте 1 рлтора наростает до уровня йыв 10 Е 7) что, позволяет при любой полярности входного напряжения получить на выходе уси-лителя напрякение одной полярности,противоположной полярности 0 .В пятом такте ключи 1 и 3 размыкают, а ключ 4 замыкают. За время пятого такта происходит спад напряжения навыходе интегратора от уровня 0 / донуляэ. и0 о - д 0 ф по командам иэ блока управления управляет блок управления ключами 11. Команда начала третьего и шестого такта вырабатывается блоком управления после срабатывания нуль-органа во втором и фф пятом такте соответственноТаким образом, введение в устройсть дополнительных элементов позволяет повысить точность измерения благодаря Где Т 4 - длительность четвертого такта.Прй этом напряжение смешения выбирают таким, чтобы-1+сщ+ду)+дт О (Оо - д/ На время пятого такта вычитаюший вход реверсивного счетчика подключается через блок управления к генератору тактовых импульсов. За это время на реверсивный сФтчик поступят ЯимпульС помошью триггеров 17 и 18, элементов И 21 и 22 и элемента ИЛИ 19 получают разность между числом импульсов Й и й, Так как длительность первого и четвертого тактов равна периоду колебаний напряжения питающей сети Т, = Т, = Т, частота следования импульсов с генератора тактовых импульсов когерентна этому периоду, то величина Т постоянна и пропорциональна измеряемому напряжению В о,+ду)дО Й:М -их. -х . 1 (ОдОо Т(Оо-дО /Оо - д ОПереход нуль-органа в нулевое состояние переводит триггер 17 в единичное состояние. При поступлении на реверсивный счгтцик 16 импульсов 11 триггер 18 переводятся в единичное состояние. С момента начала пятого такта на один из выходов элемента И 22 через блок 15 управлекия поступают импульсы свыхода генератора тактовых импульсов 13. Так как один из триггеров 17 или1 Ф 18 находится в единичном состоянии,элемент ИЛИ 19 разрешает проходитьтактовым импульсам через элементИ 22 на счетчик 23.Появление логической единипы на другом триггере приводит к срабатыванию элемента И 21, что служит командой окончания измерения и одновременно запрещает прохождение тактовых импульсов на счетчик 23 и реверсивный счет-. чик 16. За промежуток времени между переходом триггеров в единичное состояние на счетчик поступит число импульсов, равное разности М - Й 1В случае, если. первым в единичное состояние перейдет триггер 17, чтосвидетельствует о том, что(К ф/см ф ду/сь + Ьу О) то бпок индикаЬии полярности 20 покажет знак "- (фиг. 3). Если первым в единичное состояние перейдет триггер 18, это значит, что5 х Усф ьУ т Оюа + дУ (е,) то блок индикайии полярности покажет знак ф+ф (фиг, 2).В шестом такте ключ 4 размыкают и замыкают ключ 5. Происходит установка интегратора в нулевое состояние, В этом же такте, по окончании измерения, подают команду на перепись информации со счетчика в устройство памяти и индикации ее на информационном табло.Всей работой устройства управляют сигналами иэ блока управления. Ключамикомпенсации аддитивной составляющей погрешности, позволяет использовать в качестве усилителя усилитель постоянного тока прямого усиления, и не требует точной подгонки напряжения смешения,Использование усилителя постоянного тока прямого усиления, вместо усилителя с каналом модуляции - демодулящщ, повышает надежность предлагаемого устройства.формула изобретенияЦифровой вольтметр, содержаший блок индикации полярности, первый ключ, первый вход которого соединен с. первой входной шиной, второй вход - с первым выходом блока управления впочами, третий вход - с первым входом усилителя, второй вход которого через источник напряжения смещения соединен с второй входной шиной, а выход - с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом блока уп: равления ключей, а третий вход - с первыми входами третьего и четвертого ключей и с входом иа;егратора, выход которого соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа и входом блока управления, первый выход которого. соединен с входом блока управления ключами, второй выход - с первым входом блока переноса, третий выход - с первым входом блока памяти, четвертый выход - с первыми входами делителя частоты фазового детектора, пятый выход - с входом делителя частоты и выходом генератора так товых импульсов, вход которого соединен с выходом фазового детектора, второй 6613вход которого соединен с шиной .ф 50 Гц",причем третий вход третьего ключа соединен с третьим выходом блока управления ключами, четвертый выход которого5 соединен с вторым, входом четвертогоключа, третий вход которого соединен систочником опорного напряжения, причемвходы дешифратора с индикаторным табло соединены с выходами блока памяти,16 вторые входы которого соединены с выходами блока переноса, вторые выходыкоторого соединены с. выходами счетчика,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения точности и надежности1 преобразования, введены пятый ключ,два элемента И, элемент ИЛИ, два триггера, реверсивный счетчик, входы которого соединены с шестым и седьмымвыходами блока управления, а выход 36 с входом первого триггера, выход которого соединен с первыми входами блокаиндикации полярности первого элементаИ и элемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с вторым входом блока индикаИ ции полярности, элемента И и выходомвторого триггера, а выход - с первымвходом второго элемента И, второй входкоторого соединен с восьмым выходомблока управления, третий вход - с выхоЗ 6 дом первого элемента И, а выход - свходом счетчика, при этом вход второго, триггера соединен с выходом нуль-органа, а первый вход пятого ключа соединен с второй входной шиной, второй вход -е третьим входом первого ключа, третийвходс пятым выходом блока управления юпОчамиеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЫ 347509, кл. Н 03 К 13/20, 1972.г гЗ Составитель А. Кедактор Е. Дичинская Техред З.Палий орре Иароц Заказ 783 ент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2 ,Тираж 7 ИИПИ Государстве по делам изобр 3035, Москва, Ж7 Подписноеого комитета СССРений и открытий5, Раушская набд. 4/5