Устройство для автоматического выбора пределов измерения Советский патент 1983 года по МПК G01R15/09 

СД

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС- КОГО -ВЫБОРА ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее усилитель постоянного то- . ка с блоком эталонных реэистор.ов в цепи обратной связи, включенных между собой параллельно через соответствующие ключи блока переключения пределов измерения, реверсивный счетчик импульсов, выходы KOTOpsro соединены с входами управления упомяну. того блока переключения, два компаратор.а, сигнальные входы которых подключены к выходной цепи усилителя постоянного тока, два одновибратора, о.т ли чающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения знакопеременных сигналов, в нем компораторы вы-полнены с симметричными относительно нулевого уровня неперекрывающимися зонами срабатывания, причем выход компаратора с зоной срабатывания, -охватывающей нулевой уровень, через первый одновибратор соединен с суммирующим входом реверсивного счетчиi ка импульсов, а выход компаратора с зоной срабатывания, неохватывают . СЛ щей нулевой уровень, через второй одновибратор подключен к его вычитающему входу.

Фиг.1 Изобретение, относится к электроизмерительной технике и предназначе но для использования при построении многопредельных приборов, -работающих- в усло.виях бы с трои вменяющихся знакопеременных процессов с широким : дина-мическим диапазоном. . ; Известно устройстёо для автомати ческого выбора пределов измерения, содержащее магазин гасящих резисторов, управляющие входы которого сое динены с выходом шагового искателя переключаемого .с помощью фоторвле, измерительный прибор (микроампермет со Стрелочным указателем и датчики фотореле, вмонтированные в начале и конце шкалы измерительного прибора : . . Недостатками .известного уст. ройства являются низкое быстродействие и ограниченность динамического диапазона. - . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройства для автоматического- выбо ра пределов измерения, содержащее усилитель постоянного тока с блоком этал.онных резисторов в цепи обратно связи,.включенных между собой парал лельно через соответствующие ключи блока переключения пределов измерени я, реверсивный .счетчик импульсов, выходы которого соединены с входами управления упомянутого бло-ка переключения, два компаратора, выполнен ных ь виде нуль-органов и соединенных сигнальными входами с выходной цепью усилителя постоянного тока, а опорными входами - с выходами соо ветствующих блоков опорного напряже ния, импульсный блок управ-ления, выполненный сфункционально связанными ключами, одновибраторами, регистрами, логиче.скими элементами И и ИЛИ и соединенный входами свыходами нуль-органов, а выходами со счетным и запускающим входами ре версивного счетчи-ка импульсов 2 . Недостаток указанного, устройства определяется ограниченными функциональными возможно.стями, не позволяю щими, в частно.сти, .измерять знакопеременные сигналы без ручного пере ключения полярности опорных напряжений., - . - . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за. счет обеспечения возможност измерения знакопеременных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического выбора пределов измерения, содержашгем усилитель постоянного тока с блоком эталонных резисторов в цепи обратной связи, включенных между собой параллельно через соответствующие ключи блока переключения пределов измерения, реверсивный счетчик импульсов, выходы которого соединены с входами управления упомянутого блока переключения, . два. . компаратора, сигнальные входы которых подключены к выходной цепи усилителя постоянного тока, два одновибратора, компараторы выполнены с симметричными относительно нулевого уровня неперекрывающимися зонами срабатывания, причем выход компаратора с зоной срабатывания, охватываиощей нулевой уровень, через первый одновибратор . соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, а выход KOMnapt-TOpa с зоной срабатывания, неохватывающей нулевой уровень, черезвторой одновибратор подключен к его вычитающему входу. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устрой- ства;-на фиг. 2 - примерные зоны срабатывания используемых в устройстве компараторов, т.е.-их проходные характеристики U е(| В -состав устройства входят усилитель 1 постоянно-го тока с блоком 2 эталонных резисторов в цепи обратной связи, блок 3 переключения пре- . деловизмерения, компараторы 4 и 5 с з.онами срабатывания, соответственно охватывающей и неохватывающей нулевой уровень, одновибраторы 6 и 7, реверсивный счетчик 8 импульсов (с дв.иифратором) и блок 9 установкисчетчика 8 в нулевое состояние. Компаратор 4,соединенный через одновибратор 6 с суммирующим входом счетчика 8, имеет пороги срабатывания i и fj ( , а компаратор 5, подключенный через одновибратор 1 к вычитающему входу счетчика 8, характеризуется порогами срабатывания ± Uq .При срабатывании того или кного.компаратора на его выходе и,меет место логическая 1, а при отсутствии срабатывания - логический 0. Для неискаженной регистрации знакопеременных напряжений на входе компаратора 4 предусмотрена интегрирующая цепочка .из резистора 10 и конденсатора 11.. Параметры этой цепочки, определяющие время задержки- срабатывания компаратора 4, выбираются в соответствии с ожидаемыми длительностями регистрируемых знакопеременных процессов. Устройство работает следующим образом. После включения питания блок 9 вырабатывает импульс, устанавливающий счетчик 8 в нулевое состояние. В результате блок 3 переключения пределов измерения подключает к усилителю. резистор из блока 2, соответствующий самому грубому пределу измерения. Выходное напряжение усилителя 1 сравнивается с порогами срабатывания компараторов 4 и 5. . Если, например, это напряжение по абсолютной величине оказывается меньше порога срабатывания Un,4 компаратора 4, то на выходе последнего появлу ется сигнал логической 1, эапускаюший одновибратор 6, импульс с которого поступает на суммирующий вход счетчика 8. Последний увеличивает свое состояние на единицу, вследствие чего к усилителю 1 подключается резистор, соответствующий сл.едующему более чувствительному пределу измерения. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока выходное напряжение усилителя не станет по абсолютной величине больш порога Un.4 срабатывания компаратора 4, но меньше порога срабатывания Uf,5 компаратора 5.

При увеличении выходного напряжения выие порога срабатывания (Jn.5 компаратора 5 на его выходе появляется сигнал логической 1, запускающий одновибратор 7, импульс с .которого поступает на вычитающий вход счетчика 8.-Состояние последнего уменьшается на единицу/ вследствие

.чего к усилителю 1 подключается ре

УЛ..

лег,/

-и.

V,

at,

П1,

зистор, соответствующий более грубому пределу измерения. Так как пороги срабатывания компараторов 4 и 5 симметричны относительно нуля, то указанный BHiae процесс протекает одинаково как для положительной,

так и отрицательной полярности входного напряжения.

Весь диапазон измерения разбивается на п поддиапазонов, Коэ ффици0 енты передачи усилителя 1 для последовательности пределов измерения связаны между собой соотношением Кг. KI Кп

- ил - 2

5 где - коэффициенты передачи уси лителя- 1 . П1-Т10- кратность пределов измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение

0 знакопеременных .-сигналов баз какихлибо то ни было ручных манипуляций. При зтом время выбора, пределов измер-эния -является, незначительным и с определяется только быстродействием аналоговых ключей в блоке 3 переключения пределов измерения. Вместе с тем предлагаемое устройство характеризуется также расширенным динамическим диапазоном.

и.

Выл i

-Vn,

%,5

lent-i