Оптоэлектронный измерительный прибор Советский патент 1984 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электроизмерительным приборам с электрооптичес сими шкалами светодиодныг1и, к тодолюминесцентными, электролюминесцентными и др.) и может быть использован для измерения напряжения постоянного З.ока или другой физической величины преобразованной в напряжение. Известно устройство для индикации измеряемого напряжения с оптоэлектро ной шкалой, состоящей из ряда сегмен тов, в виде светящейся полосы, длина которой пропорциональна измеряемому напряжению l . Недостатком указанного устройства является отсутствие сигнализации о перегрузке при в ыходе измеряемой величины за пределы допуска, что ограничивает возможности использования устройства. Наиболее близким к предложенному я:вляется оптоэлектронный измерительный прибор, содержащий электрооптич;ескую шкалу, выполненную в виде ряца сегментой, связанных с источником Еюзбуждения и схемой управления, со гласующий усилитель, выход которого сюединен с входом схемы управления к: одним из входов компаратора, друГОй вход которого подключен к источнику напряжения уставки, и ключ, один из контактов которого подключен h общей шине, причем сигнализация о перегрузке осуществляется с помощью зажигания символа П (перегруз«а)23 Недостаткам известного прибора я:вляется невозможность качественной .оценки величины перегрузки. Целью изобретения является расшиРение функциональных возможностей прибора. Эта цель достигается тем, что в о 1оэлектронный измерительный прибор, стадержащий электрооптическую шкалу, выполненную в виде ряда С егментов,связанных с источником возбуждения и схемой управления, соглаСующий усилитель, выход которого сое ,инен с входом схемы управления и одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к ИСТОЧНИку напряжения уставки и ключ, один КЗ контактов которого подключен к Сбщей шине, дополнительно введены ин Чегратор, вход которого подключен к общей шине, дополнительно введены интегратор, вход которого является 1(ходом устройства, а выход соединен с; входом согласующего усилителя и не 51аземленным контактом ключа, и одновибратор, вход которого соединен с выходом KOMnapqiTopa, а выход - с управляющим входом ключа. На чертеже представлена функциональная схема устройства (для упроще ния показана схема управления только ;ц1Я пяти сегментов) . .Оптоэлектронный измерительный прибор содержит источник 1 входного напряжения, электрооптическую шкалу 2, выполненную в виде сегментов 3-7, связанных с источником 8 возбуждения и схемой 9 управления, состоящей из ряда транзисторов 10-14, коллекторы которых подключены к соответствующим сегментам 3-7, базы через ограничивающие резисторы 15-19 соединяются в общую точку, образуя вход схемы 9 управления, а между эмиттерами каждого из ряда транзисторов 10-14 и базой последующего подключен соответст.венно источник опорного напряжения 20-23. Прибор снабжен последовательно подключенными одновибратором 24, выход которого соединен с управляющим входом разрядного ключа 25, и компаратором 26, один из входов которого подключен к источнику напряжения уставки 27, а его второй вход - к входу схемы 9 управления и, выходу согласующего усилителя 28, вход которого соединен с незаземленным контактом разрядного ключа 25 и выходом интегратора 29, состоящего из резистора 30 и конденсатора 31. Вход интегратора 29 соединен с источником 1 входного напряжения. . Устройство работает следующим образом. При отсутствии перегрузки 8x i 2-UccT vUc, где иgy - напряжение, задаваемое входным источником 1; UIJCT - напряжение источника уставки 27 на входе компаратора 26, УС - напряжение на конденсаторе З, - коэффициент передачи цепи, образованной резистором 30 и входным сопротивлением согласующего усилителя 28; Kj - коэффициент передачи согласующего усилителя 28. При. этом измеряемое напряжение Ug от входного источника 1 через интегратор 29 и согласующий усилитель 28 подается на вход схемы 9 управления, в общую точку ограничивающих резисторов 15-19 и далее на базы тран- . зисторов 10-14. Как только напряжение на входе схемы 9 управления превысит значение, равное напряжению эмиттер-базового перехода (0,5-0,7 в) транзистора 14, последний открывается и напряжение от источника 8 возбуждающего напряжения приложится к светоизлучающему сегменту 7, который начнет светиться. При дальнейшем увеличении напряжения и вх и соответственно увеличеНИИ напряжения на входе схеглы 9 управления до величины, равной сумме напряжений эьиттер-баэовых переходов транзисторов 14, 13 и источника 23 опорного напряжения, откроется транзистор 13. Напряжение возбуждения приложится к светоизлучающему сегменту,. 6. Последний начинает светиться.

Последующий рост измеряемого напряжения И g при сохранении, условия и gy, ; 1 V и усг приводит к поочередному открыванию остальных транзисторов 10-12 и на электсооптической шкале 2 происходит изменение количе;ства светящихся сегментов 3-7, образующих измерительный столбик, длина которого пропорциональна величине входного напряжения U g .

Работа прибора при наличии перегрузки происходит следующим образом.

Когда напряжение U х от входного источника 1 достигает такого значения, что будет выполняться следующее равенство U gy срабатывает компаратор 26 и запускает одновибратор 24, Последний генерирует импульс, который, поступая на управляющий вход разрядного ключа 25 устанавливает его на время длительности импульса в замкнутое состояние. В результате конденсатор 31 разряжается до нулевого потенциала. Соответственно напряжение на входе схемы 9 управления изменится до .нуля, а на электрооптической шкале 2 погаснут светящиеся сегменты 3-7.

После окончания действия импульса одновибр тора 24, .разрядный ключ 25 размыкается, а конденсатор 31 начнет заряжаться.

При этом напряжение на входе ;схемь1 9 управления станет увеличиваться и светоизлучающие сегменты 3-9 будут последовательно зажигаться (вначале сегмент 7, затем сегмент 6 и т.д.) . . . .

При достижении на конденсаторе 31 напряжения-Uc весь процесс повторится, а на электрооптической шкале 2 будет происходить мигание

0 ветоизлучающих сегментов 3-7.

Когда измеряемое напряжение U ви снова увеличится до значения (Ji,(n процесс индикации перегрузки будет

5 происходить аналогично описанному. Однако частота мигания светоизлучающих сегментов 3-7 возрастет и будет определяться временем заряда конденсатора 31. При этом чем больше величина входного напряже0ния U g по сравнению со значени-. ем UijcT .г тем частота мигания выше.

Таким образом, введение новых

5 элементов и их оригинальная схемная связь позволяет отобрать на электрооптической шкале визуальную информацию о выходе измеряемой величины за предел допуска и ка0чественно оценивать величину перегрузки. .К тому же световая сигнализация о перегрузке существенно расширяет функциональные возможности и область применения прибора, так

5 как мигающая электрооптическая шкала является сильным раздражителем, что значительно улучшает эксплуатационные качества прибора, снижает утомляемость оператора.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, содержащий электрооптическую шкалу, выполненную в виде ряда сегментов, связанных систочником возбуждения и схемой--управления, согласующий усилитель, выход которого соединен с входом рхемы управления и одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к источнику напряжения уставки, и ключ, один из контактов которого подключен к обыёй шине, о т л и ч а ющ и и с я тем, что с целью расширения фyнкциoнaль ыx возможностей, в него дополнительно введены интегратор, вход которого является входом устройства, а выход соединен с вход 5м согласующего усилителя и незаземленным .контактом ключа, и одновибратор, вход которого соединен с i. выходом компаратора, а выход - с равляющим йходом ключа. (Л ct tsi сз I --J СП С