Время-импульсный преобразователь параметров переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H03K13/20 G02F7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоват ся при построении цифровых Измерите лей параметров переменного тока, а также для определения и контроля местоположения координаты светового пучка. Известно устройство для измерени координаты светового потока, содержащее полупроводниковый сканистор, источник напряжения и резистор, в котором с целью повышения точности измерения, введен операционный усилитель, к инвертирующему входу кото рого подключен первый выход сканистора и через упб янутый резистор источник напряжения, а к выходу one рационного усилителя подключен- вто1рой выход полупроводникового сканис тора l . Недостатком этого устройства явл ется то, что выходной сигнал представляет собой не код, а напряжение т.е. необходим еще преобразователь напряжения в код для представления выходного сигнала в удобном цифровом виде. Высокое быстродействие и большая точность последнего могут быть достигнуты лишь путем применения сложных преобразователей. Проще преобразовывать координату во време ной интервал между кратковременными импуль.сами с помощью времяимпульсно го преобразователе (ВИП), так как его можно измерять довольно просто и с высокой точностью. Известен врёмяимпульсный преобра зователь параметров переменного то;ка, содержащий аналоговый показываю щий прибор со световым указателем, фоточувствительные элементы, дифференциальное звено, формирователь выходного интервала t Недостатками известного ВИП явля ются высокие требования к линейности Генератора линейноизменяющегося напряжения, к стабильности опорного источника, к точности подгонки резисторов делителя в сканисторе, недостаточные точность, быстродействи и функциональные возможности. Цель изобретения.- повышениебыстродействия и точности преобразования. Цель достигается тем, что времяимпульсный преобразователь парамет ров тока, содержащий аналоговый пок зывающий прибор со световым указате лем, фоточувствительнйе элементы, дифференциальное звено, формирователь выходного временного интервала введены генератор тактовых импульсо счетчик, регистр сдвига и управляемые ключи, причем первые электроды всех фоточувствительных элементов, соединены с входом дифференциального звена, вторые электроды фоточувствительных элементов через сигнальные цепи управляемых ключей соединеHbf с нулевой шиной, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига,первым входом формирователя временного интервала и первым входсж счетчика, выход которого является цифровым выходом преобразователя, второй вход счетчика соединен с выходом формирователя выходного временного интервала, второй вход последнего соединен с выходом дифференциального звена и со сбросовым входом регистра сдвига, выходыкоторого в свою очередь соединены с соответствующими управляющими входами управляемых ключей. На чертеже показана функциональная схема времяимпульсного преобразователя параметров переменного тока, Устройство содержит аналоговый показывающий прибор 1 со световым указателем, на Вход которого подается преобразуемый параметр Пц, фоточувствительные элементы 2 yj - 2 , освещаемые световым указателем, управляеглые транзисторные ключи 3 - Зу) , дифференциальное звено 4, формирователь выходного временного интервала 5, счетчик 6, генератор 7 тактовых импульсов, регистр 8 сдвига с тактовым входом 9, сбросовым входом 10 и выходами 11,. - llf, , соединенными с соответствующими управляющими входами управляемых транзисторных ключей 3 - 3 . Устройство работает следующим образом.. С помощью аналогового показывающего прибора 1 со светоВЕлм указателем преобразуемый параметр частном случае напряжение Ux)npeo6paзуется в координату светового ука- зателя X. Световой поток от светового указателя воздействует на определенный фоточувствительный элемент, : который -- определяется координатой светового указателя. При этом соп- . ротивление соответствующего Ьоточувствительного эле1м1ента 2)( становится низким, уменьшается на несколько порядков по сравнению с сопротивлением неосвещенного фотоэлемента. Пусть в исходном состоянии обнулены счетчик 6 и регистр 8 сдвиТа, т.е. на Выходах. 11 регист- . ,ра 8 сдвига логические уровни соответствуют логическому уровню. При этом ключи 3 3 J, закрыты и токи через последовательно соединенные фотоэлементы 2ц - 2,у, и закрытые ключи;3,,1 - 3 не текут. На выходе дифференциального звена 4 сигнала нет. При поступлении первого тактового импульса с выхода генератора 7 на вход формирователя 5 последний устанавливается в нулевое состояние, а.так как его выход соединен с разрешающим входом счетчика 6 , то тем самым разрешает про- . хождение импульсов с генератора 7 на счетный вход счетчика б. Кроме того, после подачи первого тактового импульса на выходе 11ц регистра 8 сдвига появляется высокий уровень логическая 1, при этом ключ 3 замыкается. Ввиду того, что фотоэлемент 2д неосвещен скачка тока нет. При поступлении следующих импульсов замыкаются поочередно ключи ЗУ , 3 и, т.д., сигналами с выходов 11,2 регистра В сдвчга. Счетчик б, считает при этрм количество импульсов, поступивших на его вход. После поступления Х-го импульса, порядковый номер которого соответствует порядковому номеру освещенного фотоэлемента 2j , при появле,НИИ высокогоУРОВНЯ, логической 1 |на выходе UK регистра 8. и ключа Зк через фотоэлемент 2j , име щий низкое сопротивление, потечет ток. Скачок тока выделяет дифференциальное звено 4, сигнал с выхода которого сбрасывает регистр 8 сдвига в исходное нулевое состояние,, воздействуя на вход 10 сброса, а та жеустанавливает формирователь 5 вьа ходного временного интервалах в единичное состояние, тем самым снимая разрешение с разрешающего входа сче чика б. В этот момент времени в сче чике б записывается код, пропорцио;нальный координате, а тем самым и :зходному преобразуемому параметру nj ведь количество поступивших импульсов райНяется X. При появлении следующего тактового импульса на выход генератора процесс повторяется, формирователь 5 устанавливается в нулевое состояние, счетчик б обнуляется и снова готов к подсчету импульсов. Таким образ см на выходе формирователя 5 формируются кратковременные импульсы, в момент появления которых в счетчике отображается код координаты X. Длительность этих импульсов примерно равна периоду следования тактовых импульсов с генератора 7. Период следования этих импульсов на выходе формирователя 5 или время между ними равняется X периодам тактовых импульсов, а именноi Ъ j{ X t, количество импульсов, определяемое порядковым, номером координаты, светового указателя ; период тактовых импульсов , выходной временной интервал. Таким образом устройство преобазует координату X, соответствуюую входному параметру П в длительость выходного временного интервала. аряду с этим устройство имеет и ифровой выход, что расширяет его ункциональные возможности. 4eii ольше количество фотоэлементов,тем ыше точность преобразования. Предлагаемое устройство может рименяться для измерения параметов переменного тока, для измерения оординаты положения светового указателя, при построении различных информационно-измерительных систем.

ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий аналоговый показывающий прибор со световым указателем, Фото Чувствительные элементы, дифференциальное звено, формирователь выходного временного интервала, о т л и .ч а ю щ и ис я тем,ЧТО, с целью повышения быстродействия и точности преобразования, в него дополнительШ но введены генератор тактовых импульсов, счетчик, регистр сдвига, управляемые ключи, причем первые электроды всех чувствительных элементов соединены с входом дифференциального зве.на, вторые электроды фоточувствительных элементов через сигнальные цепи управляемых ключей соединены с нулевой шиной, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, первым входом формирователя выходного временногр интервала и первым входом счетчика, выход которого является цифровым выходом преобразователя, второй вход счетчика § соединен с выходом формирователя выходного временного интервала, вто(Л рой вход последнего соединен с выходом дифференциального звена и со сбросовым входом регистра сдвига, выходы которого в свою очередь сое1динены с соответствующими управляющими входами управляемых ключей. 00 00 00