Измерительный прибор с аналоговым отсчетом Советский патент 1983 года по МПК G01R19/25 

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен измерительный прибор с, аналоговым отсчетом, содержащий аналого-цифровой преобразователь и дешифратор, выход которого соединен с оптоэлектронными элементами отсчетного устройства Щ .

Недостатками известного прибора являются низкая точность и неудобство считывания показаний.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измерительный прибор с аналоговым отсчетом, содержащий аналого-цифровой преобразователь, блок элементов И, первые входы которого соединены с выходами разрядов аналогоцифрового преобразователя, вторые входы - с первым выходом распределителя импульсов, а выходы - с установочными входами счетчика, счетный вход которого подключен к второму выходу распределителя импульсов, а выходы - к входам дешифраторов состояний младших и старших разрядов счетчика, выходы которых соединены со светодиодами линейной шкалы, и генератор импульсов, подключенный к входу распределителя импульсов 2 .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения .

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в измерительный прибор с аналоговьп- отсчетом, содержащий аналого-цифровой преобразоваетль, блок элементов И, счетчик, состоящий из последовательно соединенных счетчика младших разрядов и счетчика старших разрядов, дешифратор состояния счетчика младших разрядов и дешифратор состояния счетчика старших разрядов, генератор импульсов, линейную шкалу со светодиодами и распределитель импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом блока элементов а первый вход соединен с выходом генератора импульсов, выходы блока элементов И соединены с установочными входами счетчика, выходы которог соединены с входами дешифраторов, а выходы дешифраторов соединены с входс1МИ линейной шкалы с светодиодами, дополнительно введены регистр элемент И, элемент НЕ, первый и второй ключи, дополнительные счетчик, дешифратор и линейная шкала с све|.тодиодами, причем входы регистр а соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, выходы регистра соединены с входами блока элементов И, управляющий выход аналого-цифрового преобразователя

соединен с дополнительным входом распределителя импульсов, дополнительный выход которого подключен к управляющему входу регистра, нулевые выходы дешифраторов соединен с входами элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом элемента НЕ причем вход первого ключа соединен с вторым выходом распределителя импульсов,, выход первого ключа с входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с управляющим входом второго ключа, второй выход распределителя импульсов соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с входом дополнительного счетчика, установочный вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, а выход - с входом дополнительного дешифратора, выходы которого соединены с входами дополнительной линейной шкалы с светодиодами.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 схема распределителя импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы распределителя импульсов.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистр 2, блок 3 эле:ментов И, счетчик 4, состоящий из последовательно соединенных счетчика 5 младших разрядов и счетчикг 6 старших разрядов, дешифратор 7 состояния счетчика младших разрядов и дешифратор 8 состо.яния счетчика старших разрядов, линейную шкалу 9 с светодиодами, элемент 10 И, первый ключ 11, распределитель 12 импульсов, генератор 13 импульсов, элемент 14 НЕ, второй ключ 15, дополнительный счетчик 16, дополнительный дешифратор 17 и дополнительную шкалу 18.

Распределитель 12 импульсов содержит делитель 19 частоты, триггер 20, эл:ементы 21 и 22 И, элемент 23 НЕ и синхронизатор 24. Выходы аналого-цифрового преобразователя 1 соединены с входами регистра 2, выходы которого соединены с входами блока 3 элементов И. Выходы блока 3 элементов И соединены с установочными входами счетчика 4, разрядные выходы которого соединены с входами дешифраторов 7 и 8. Выходы дешифраторов 7 и 8 соединены с входами шкалы 9 с светодиодами, а нулевые выходы дешифраторов 7 и 8 - с входами элемента 10 И, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 11. Выход первого ключа 11 соединен с входом счетчика 4. Первый выход распределителя 12 импульсов соединен с управляющим входом блока 3 элементов И, а второй выход с входом первого ключа 11.Выход генератора 13 импульсов соединен с вхо распределителя 12 импульсов, допол нительный вход которого подключен управляющему выходу аналого-цифров преобразователя 1, а дополнительн выход соединен с управляющим входо регистра 2. Выход элемента 10 И со нен с входом элемента 14 НЕ, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 15. Вход первого ключа 11 соединен с входом вт рого ключа 15, выход которого соед нен с входом дополнительного счетчика 16, Установочный вход дополни тельного счетчика 16 соединен с пе вым выходом распределителя 12 импульсов. Выход дополнительного сче чика 16 соединен с входом дополнит него дешифратора 17, выход которог соединен с входами дополнительной шкалы 18, На вход делителя 19 частоты поступают тактовые импульсы генератора 13 импульсов, вход синхронизатора 24 соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя а выход элемента 21 И соединен с управляющим входом блока 3 элементов И. Выход элемента 22 И соединен с входами ключей 11 и 15, а выход синхронизато{эа 24 соединен с управляющим входом регистра 2. Прибор работает следующим образ Аналого-цифровой преобразователь 1 после каждого измерения по своему .управляющему выходу выдает сигнал Конец преобразования, поступающий в распределитель 12 импульсов. Последний выдает сигнал на управляющий вход регистра 2, по которому производится запись информации с выходов аналого-1 фрового преобразователя в регистр 2 и хранение ее там до следующего измерения. Далее по каждому импуль су с выхода распределителя 12 импульсов, поступающему на вход блока 3 элементов И, производится запись кода из регистра 2 в счетчики 5 и 6 младших и старших разрядов и сброс дополнительного счетчи ка 16. С выходов дешифраторов 7 и поступает сигнал, включающий соответствующий светодиод шкалы 9. Есл код, записанный в счетчике 4, не р вен нулю, то на выходе элемента 10 И находится разрешающий потенциал, поступающий на управляющий вход первого ключа 11 и вход элемента 14 НЕ. Поэтому на управляюще входе второго ключа 15 будет запре щающий потенциал. Далее с второго выхода распреде лителя 12 импульсов на вход ключа 11 поступает пачка имТТульоов, Количество ;ti импульсов в пачке рав но количеству включаемых светодиоДов. Указанная пачка импульсов поступает на вычитающий вход счетчика 4, последовательно уменьшая его содержимое, в результате чего загораются соответствующие светодиоды участка шкалы. После окончания пачки импульсов с первого выхода распределителя 12 импульсов поступает новый импульс на вход блока 3 элементов И и в счетчике 4 восстанавливается старое значение. Одновременно происходит установка в нулевое состояние дополнительного счетчика 16. Далее описанный процесс повторяется. Если в процесса вычитания код в счетчике 4 станет равным нулю, то на нулевых выходах дешифраторов 7 и 8 появляются сигналы, вызывающие появление запрещающего потенциала на выходе элемента 10 И и разрешающего потенциала на выходе элемента 14 НЕ. Поэтому дальнейшие импульсы из этой пачки не пройдут в счетчик 4 и код в нем не изменится до максимального. Часть импульсов из этой пачки, которая не прошла на вход счетчика 4, через второй ключ 15 поступает на вход дополнительного счетчика 16, последовательно увеличивая его содержимое. Дополнительный дешифратор 17 подключен к дополнительной шкале 18, начиная с первого выхода, минуя нулевой. Поэтому, если код дополнительного счетчика 16 равен нулю, то светодиоды дополнительной шкалы 18 не включены. При изменении кода дополнительного счетчика 16 начинают подключаться светодиоды дополнительной шкалы 18, причем первый светодиод этой шкалы стоит вплотную к нулевому светодиоду шкалы 9, Поэтому световой указатель дополнительной шкалы 18 изменяется в противоположную сторону по отношению к шкале 9. В результате этого суммарная длина светового указателя на обеих шкалах 9 и 18 будет постоянной и равной длине светового указателя на шкале 9 в вышеописанном случае. Таким образом, даже для измеренного кода аналого-цифрового преобразователя, равного нулевому значению, длина светового указателя будет равна выбранному числу И , причем его край будет напротив нулевой отметки шкалы 9. Эта особенность устройства позволяет проводить диагностику неисправностей устройства, так как для работающего устройства величина светового указателя должна иметьпостоянную величину. Распределитель 12 импульсов работает следующим образом. Делитель 19 частоты осуществляет деление входных тактовых импульсов

на коэффициент, численно равный 11-1 где 1Л - количество светящихся светодиодов. На временной диаграмме .

Каждый пятый импульс поступает на выход делителя частоты и далее, на импульсный вход триггера 20, переводя его в единичное состояние. Следующий за ним тактовый импульс переводит триггер 20 обратно в нулевое состояние, формируя на его единичном выходе положительный, а на нулевом - отрицательный импульсы, длительность которых равна периоду тактовых импульсов. Отрицательный импульс поступает на установочный потенциальный вход делителя 19 частоты, переводя его в исходное нулевое состояние. Тактовый импульс, поступающий на вход делителя 19 частоты, во время действия установочного импульса не изменяет его состояния. Ни выходе элемента 21 И после каяшых п входных импульсов формируется один импульс, по заднему фронту которого производится запись информации в счетчик 4. На выходе элемента 22 И формируются пачки поП-1 импульсов, которые через первый ключ 11 поступают на вычитающий вход счетчика 4

Сигнал Конец преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя поступает на вход синхронизатора 24, который синхронизирует его инверсным тактовым импульсом /для подачи на управляющий вход регистра 2. Синхронизация инверсным тактовым импульсом необходима для того, чтобн: в момент считывания информации с регистра 2 информация на его выходе не изменялась. Такое построение схемы распределителя 12 импульсов дает последовательность ft состояний счетчика 4, причем время нахождения счетчика 4 в каждом состоянии всегда одинаково и равно периоду входных тактовых импульсов. Смена исходного состояния происходит по импульсу с выхода элемента 21 И между пачками импульсов, поэтому запись новой информации с выходов аналого-цифрового 5 преобразователя 1 не нарушает работу прибора

Такое выполнение измерительного прибора позволяет повысить точность измерения, так как независимо от значения измеренного кода аналогоцифрового преобразователя длина светового указателя равна выбранному числу щ , причем его край при нулевом значении кода находится напротив нулевой отметки шкалы.

При кодах меньших, чем число М , при уменьшении содержимого счетчика возникает такая ситуация, когда код в счетчике станет равным нулю, а после вычитания следующего импульса код становится равным максимальному значению, что в известных приборах приводит к возникновению больших погрешностей измерения, т.е. предлагаемое изобретение позволяет существенно повысить точность измерения.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР С АНАЛОГОВЫМ ЬТСЧЕТОМ, содержащий аналогоцифровой преобразователь, блок элементов И, счетчик, состоящий из последова тельно соединенных снетчика младших разрядов и счетчика старших разрядов, дешифратор состояния счетчика младших разрядов и дешифратор состояния счетчика старших разрядов, генератор импульсов, линейную шкалу со светодиодами и распределитель импульсов, первый вьссод которого соединен с управляющим входом блока элементов И, а первый вход соединен с выходом генератора импульсов, выходы блока элементов И соединены с установочными входами счетчика, выход которого соединены с входами дешифраторов, а вы/ходы дешифраторов соединены с входами линейной шкалы с светодиодами; отличающийся тем, . с целью повЕлшения точности измерения в него дополнительно введены регистр, элемент И, элемент НЕ, первый и второй ключи, дополнительные счетчик, дешифратор и линейная шкала с светодиодами, причем входы регистра соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, выходы регистра соединены с входами блока элементов И, управляющий выход аналого-цифрового преобразователя соединен с дополнительным входом распределителя импульсов, дополнительный выход которого подключен к управляющему входу регистра, нулевые выходы дешифраторов i соединены с входами элемента И, выход которюго соединен с управляющим входом первого ключа и с входом элемента НЕ, причета вход первого ключа соединен с вторьм выходом распределителя импульсов, выход первого ключа - с входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с управляющим входом второго ключа, второй выход распределителя импульсов соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с входом сл дополнительного счетчика, установочный вход которого соединен с ч первым выходом распределителя I 30 импульсов, а выход - с входом до;полнительного дешифратора, выходы которого соединены с входами дополнительной линейной шкалы с светодиодами .

ТИ

nnnnnnnnnnnnn

. Запись В I счетучк

Пачки . импульсоо

Записи S регистр