Устройство измерения напряжения химического источника тока Советский патент 1984 года по МПК H01M10/48 

ннцы первого трипера, выходы которогг) подключены к третьей и четвертон клеммам блока синхронизации и управления, 3 ,..., 12) выходы дешифратора соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего формирователя импульсов, выходкоторого соединен с второй клеммой блока синхронизации и управления, первый и k -и выходы дешифратора дополнительно подключены соответственно к входу установки единицы второго триггера и первому входу второго, логического элемента ИЛИ, выход которого через четвертый формирователь импульсов соединен с девятой клеммой блока управления и синхронизации, ( выход дешифратора соединен с седьмой клеммой блока синхронизации и управления, с третьим входом второго логического элемента ИЛИХ1Й подключен к входу установки нуля второго триггера, выход которого соединен с шестой клеммой и четвертым входом второго логического элемента ИЛИ, (k+2)-и

выход дешифратора соединен с восьмой клеммой блока синхронизации и управления, с вторым входом второго логического элемента ИЛИ и подключен к входу установки нуля первого триггера, (k +3)-и выход дешифратора соединен с десятой клеммой блока синхронизации и управления и с вторым входом третьего логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки нуля счетчика импульсов через элемент задержки и с входом установки нуля третьего триггера инверсный выход которого подключен к входам логического элемента И-ИЛИНЕ, прямой выход - к второму входу логического элемента И, а вход установки 1 третьего триггера соединен с выходом первого формирователя импульсов , при этом один конец дополнительного резистора соединен с земляной шиной, а второй подключен к выходу логичедкого элемента И-ИЛИ-НЕ и-через индикаторную лампочку к первой клемме блока синхронизации .и управления.

1. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ НА.ПРЯЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА (хит), содержащее входные клеммы для подключения ХИТ, выключатель, последовательно соединенные источник питания, источник опорного напряжения, делитель напряжения, коммутатор, а также последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, регистр и микропроцессор, причем выход делителя напряжения соединен с третьим входом коммутатора, первый и четвертый входы которого свободны, вход Питание микропроцессора подключен через две первые клеммл выключателя к второму выходу источника питания, третий и четвертый выходы которого соединены между собой через две другие клеммы выключателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения точности и быстро действия устройства, введены блок :синхронизации и управления, двухполюсный автоматический переключатель, переменный резистор,резистор нагрузки и трехполюсный автоматический переключатель , выход которого через переменный резистор соединен с резистором нагрузки, подключенным вторым концом к земляной шине, с входом анало1;р-цифрового преобразователя- и с выходом двухполюсного автоматического переключателя, вход которого сое.динен со средним выводом (ползунком) переменного резистора, цепь управле;ния двухполюсного автоматического переключателя соединена с второй клеммой блока синхронизации и управления, третья и четвертая клеммы которого соединены с цепью управления трехполюсного автоматического переключателя; первый вход которого подключен к первой входной клемме, второй вход соединен с вторым входом коммутатора и подключен к земляной ;Шине, при этом первая клемма блока ;синхронизации и управления соединена с пятым выходом источника питания, его пятая, шестая, седьмая и восьмая® клеммы соединены с входами коммутато(Л ра, девятая - с цепью управления регистра, десятая - с входом команды Вычисление микропроцессора, а вторая входная клемма соединена с подвижным контактом коммутатора. 2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что блок синхронизации и управления содержит последовательно соединенные генератор СО импульсов, логический элемент И и счетчик импульсов, первый,-второй и третий логические элементы ИЛИ, первый второй, третий и четвертый формирователи импульсов, кнопку Пуск, первый, второй и третий триггеры, со элемент задержки, логический элемент И-ИЛИ-НЕ, дополнительный резистор, индикаторную лампочку и д-ешифратор, причем выходная клемма кнопки Пуск соединена с входом первого формирователя- импульсов, а входная подключена к первой.клемме блока синхронизации ft управления и через второй формирователь импульсов к первому входу третьего логического элемента ИЛИ, нулевой выход дешифратора соединен с пятой клеммой блока синхронизации и управления и входом установки еди

1

Изобретение относится к электрическим измерениям параметров химичес ких источников тока (ХИТ) и может быть использовано по прямому назначению при измерении напряжения ХИТ, напряжений источников питания, мгновенных значений медленно-изменяющихся напряжений и т.дг

Известны устройства измерения напряжения химических источников, тока содержащие схемы сравнения по количеству контролируемых ХИТ, источник напряжения уставки, коммутатор, блокуправления, блок памяти или регистр, индикаторное устройство и исполнительное устройство l и 2j .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство измерения напряжения ХИТ, содержащее блок управления,связанный с генератором тактовых импульсов,печатающей машинкой и схемой ЗАПИСЬ СЧИТЫВАНИЕ блока памяти,коммутатор измерительных цепей,подключенный своими входами к клеммам для подключения химических источников тока,а выходом к входу преобразователя напряжение код и блоку сравнения, выход преобразователя напряжение - код связан с блоком сравнения, и входами первых

псхем И, вторые входы которых подключены к схеме ЗАПИСЬ - СЧИТЫВАНИЕ, преобразователь время - код, соединенный с первыми входами вторых схем И,.вторые входы которых подключены к схеме ЗАПИСЬ - СЧИТЫВАНИЕ, выходы первых и вторых схем И через первую схему ИЛИ и формирователь импульсов соединены с информационными входами оперативно-запоминающих устройств /(ОЗУ) блока памяти, цепи управления которых соединены параллельно между сббой и подключены к схеме ЗАПИСЬ СЧИТЫВАНИЕ и выходу третьей схемы И,, выходы ОЗУасвязаны с входами парал- |лельного регистра,выход которого подключен к печатающей машинке и распределителю печати; вторую и третью схемы ИЛИ, связанные между собой по входу и подключенные к выходу первой схемы ЗАПРЕТ - РАЗРЕШЕНИЕ и к схеме ЗАПИСЬ - СЧИТЫВАНИЕ, выход второй. схемы ИЛИ соединен с Входом двоичнодесятичного счетчика, выход которого подключен к блоку управления и первым входам четвертых схем И, вторые входы которых соединены с распределителем печати, выходы четвертых схем И, связанные с входом формирователя импульсов , выход которого соединен с распределителем печати и первой схемы ЗАПРЕТ - РАЗРЕШЕНИЕ, ВЫХОД третьей схемы ИЛИ подключен к входу двоичного

счетчика, выход которого соединен с блоком управления и первыми входами третьих И, вторичные входы связаны со схемой ЗАПИСЬ - СЧИТЫ ВДНИЕ, дополнительные два счетчика, блок сигнализации, схемы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ, ЗАПРЕТ - РАЗРЕШЕНИЕ и ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ, подключенные своими входами к входам и выходам оперативно-запоминающих устройств (ОЗУ) блока памяти, выходы схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с входами четвертой схемы ИЛИ и первыми входами пятых схем И, вторые входы которых соединены парал лельно между собой и подключены к первому выходу первого счетчика, свя занного с блоком управления и, первыми входами шестой и седьмой схем И, выход четвертой схемы ИЛИ подключен к первому входу первой схемы ЗАПРЕТ второй вход которой соединен с вторым выходом первого счетчика; выход первой схемы ЗАПРЕТ подключен к первому входу второй схемы ЗАПРЕТ, к входу второй схемы ЗАПРЕТ - РАЗРЕШЕНИЕ и к первому входу восьмой схемы .И, вторые входы второй схемы ЗАПРЕТ второй схемы ЗАПРЕТ - РАЗРЕЩЕНИЕ, восьмой схемы И соединены со схемой ЗАПИСЬ - СЧИТЫВАНИЕ, причем вторые входы второй схемы ЗАПРЕТ - РАЗРЕШЕНИЕ и восьмой схемы И связаны с генератором тактовых импульсов; выход восьмой схемы И соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого подключен к распределителю печати, выход второй схемы ЗАПРЕТ, связан с коммутатором измерительных цепей, один из выходов блока управле ния связан с первым входом девятой схемы И, второй вход которой соединен с выходом второй схемы ЗАПРЕТРАЗРЕШЕНИЕ, подключенной к третьей схеме ИЛИ; выходы распределителя печати связаны с первой схемой ЗАПРЕТ - РАЗРЕШЕНИЕ, выходы пятых схем И соединены с блоком синхронизации, выход блока сравнения соединен с вхо дом второго счетчика, выход которого связан с блоком управления; вторые входы шестой и седьмой схем И связаны с блоком управления, выход шестой схемы И подключен к первым входам де сятных схем И,а выход седьмой И подключен к первым входам одиннадцатых схем И; вторые входы деся.тых и одиннадцатых- схем И соединены параллельно и подключены к распределителю печати; выходы десятых схем И подключены к первым входам двенадцатых схем И, вторые входы которых соединены с входом преобразователя напряжение - код/ выходы одиннадцатых схем И подключены к первым входам тринадцатых схем И, вторые входы которых соединены с выходом преобразователя время - код, в.ыходы двенадцатых и тринадцатых схем И -че:рез пятые схемы ИЛИ подключены, к печатающей машинке 3 . Известному устройству присущи недостаточная точность н быстродейст;вие измере ния напряжения ХИТ, а также сложность аппаратурной реализации. Недостаточная точность из1«1ерения обусловлена реализуемым методом измерения. Последний не исключает аддитивную и.мультипликативную погрешности аналого-цифрового преобразоваТеля (АЦП) и всего устройства в целом, влияние входного сопротивления АЦП на результат измерения, влияние контактной разности потенциалов ХИТ и сопротивления цепи, в которую включается ХИТ и др. Быстродействие устройства ограничено наличием печатающей машинки и распределителя печати, который сначала производит регистрацию номера ХИТ, а потом - результата измерения (кода ,АЦП) напряжения ХИТ. Они ограничивают И частоту следования тактовых импульсов генератора. Большее число промежуточных команд (типа Запись считывание, Запрет - разрешение, Запрет) требует дополнительных временных затрат на их реализацию. Необходимость активизации ХИТ перед измерением напряжения также требует дополнительных затрат времени. Все это снижает.быстродействие процесса измерения. Кроме того, устройство сложно в изготовлении и настройке, содержит много .функциональных блоков разной степени интеграции. Целью изобретения является упрощение , повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения напряжения химических источников тока (ХИТ),. содержащее входные клеммы для подключения ХИТ, выключатель, последовательно соединенные источник питания, источник опорного напряжения, делитель напряжения, коммутатор, а также последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, регистр и микропроцессор, причем выход дели- теля напряжения соединен с.третьим входом коммутатора, первый и четвертый входы которого свободны, вход Питание микропроцессора подключен через первые две клеммы выключателя к второму выходу источника питания, третий и четвертый выходы которого соединены между собой через две другие клеммы выключателя, введены блок синхронизации и управления, двухполюсный автоматический переключа.тель, переменный резистор, резистор нагрузки и трехполюсный автоматический переключатель, выход которого через переменный резистор соединен с резистором нагрузки, подключенным вторым концом к земляной шине, с входом аналого-цифрового преобразователя и выходом двухполюсного автоматического переключателя у вход которого соеди|Нен со средним выводом (ползунком) переменного резистора, цепь управления двухполюсного автоматического пе реклшчателя соединена с второй клем/мой блока синхронизации и управления третья и четвертая клеммы которого соединены с цепью управления трехполюсного автоматиче.ского переключателя, первый вход которого соединен с первой входной клеммой, второй вхо соединен с вторым входом комгугутатора и подключен к земляной шине, при этом первая клемма блока синхронизации и управления соединена.с пятым выходом источника питания, его пятая шестая, седьмая и восьмая клеммы сое динены с входами коммутатора, девятая - с цепью управления регистра, а десятая - с входом команды Вычисление микропроцессора, а вторая входная кле1у1ма соединена с подвижным контактом коммутатора. Кроме того, блок синхронизации и управления включает в себя последовательпо соединенные генератор импульсор, логический элемент И и счет )чнк импульсов,первый,второй и третий логические элементы ИЛИ, первый, в торо третий и четвертый .формирователи импульсов, кнопку Пуск, выходная клемма которой соединена с входом первого формирователя импульсов, а входная подключена к первой клемме блока С11нхрониз-ации и управления и через второй формирователь импульсов к первому входу третьего логического элемента ИЛИ, первый, второй и третий триггеры,элемент задержки, логический элемент И-ИЛИ-НЕ, дополнительный резистор, индикаторную лампочку, и-дешифратор, нулевой выход которого соединен с пятой ,клемг4ой блока синхронизации и управления и входом установки единицы первого триггера, выходы которого подключены к третьей и четвертой клеммам блока синхронизации и управления, 1-k ...,12)вькоды дешифратора соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с второй клеммой блока синхронизации и управления, первый и выходы дешифратора дополнительно подключены соответственно к входу установки еди ницы второго триггера и первому вход второго логического элемента ИЛИ, вы ход которого через четвертый формирователь импульсов соединен с девятой клеммой блока синхронизации и угг равления, )-й выход дешифратора соединен -с седьмой клеммой блока син хронизации и управления, с третьим входом второго логического элемента ИЛИ и подключен к вхо.пу установки. ну ля второго,триггера, выход которого соединен с шестой клеммой и четвер-i тым входом второго логического элемента ИЛИ, (k+2)-й выход дешифратора соединен с восьмой клеммой блока синхронизации и управления, с вторым входом второго логического элемента ИЛИ и подключен к входу установки нуля первого триггера, (К+3)-й выход дешифратора соединен с десятой клеммой блока синхронизации и управления и с вторым входом третьего логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки нуля счетчика импульсов через элемент задержки и с входом установки нуля третьего триггера, инверсный выход которого подключен к входам логического элемента И-ИЛИ-НЕ, прямой выход к второму входу логического элемента И, а вход установки 1 третьего триггера соединен с выходом первого формирователя-и-мпульсов, при этом один конец дополнительного резистора соединен с земляной шиной, а второй подключен к выходу ло-ического эле.мента И-ИЛИ-НЕ и через индикаторную лампочку-к первой клемме блока синхронизации и управления. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства измерения напряжения ХИТ; на фиг. 2 - функциональная схема блока синхронизации и упрайления. Устройство содержит выключатель 1, источник 2 питания, микропроцессор 3, трехполюсный автоматический переключатель 4, коммутатор 5, делитель 6 напряжения, источник 7 опорного напряжения, переменный резистор 8, двухполюсный автоматический переключатель 9, резистор 10 нагрузки, АЦП 11, регистр 12, блок 13 синхронизации и управления (ВСУ), содержащий кнопку Пуск 14, дешифратор 15, пер:вый, второй и третий триггеры 16 18, первый второй и третий логические элементы ИЛИ 19 - 21, первый, второй, третий и четвертый формирователи импульсов 22 - 25, элементы 26 задержки, генератор 27 импульсов, логический элемент И 28, счетчик 29. импульсов, логический элемент И-ИЛИНЕ 30 , дополнительный резистор 31 индикаторную лампочку 32. При этом ХИТ подключают к входным клеммам 33 и 34 устройства (фиг. 1). Клемма 33 соединена с выходом KOMiviyTaTopa 5, а клемма 34 - с первым входом трехполюсного автоматического переключателя 4. Первый 35 и четвертый-36 входы коммутатора 5 являются свободными. Его второй вход 37 соединен с вторым входом автоматического переключателя 4 и подключен к зеглляной , шине. Третий вход 38 коммутатора 5 через делитель 6 напряжения соединен с выходом .источника 7 опорного напряжения, вход которого подключен к первому выходу 39 источника 2 питания.

Выход автоматического переключателя 4 через переменный резистор 8 соединен с выходом автоматического переключателя 9, входом аналого-цифровбго преобразователя 11 и одним концом резистора 10 нагрузки, второй конец которого подключен к земляной шине.

Выходы АЦП 11 соединены через .регистр 12 с входами микропроцессора 3.

, Вход команды Вычисление микропроцессора 3 соединен с; клеммой 40 БСУ 13, а вход Питание подключен через первые две клеммы выключателя 1 к второму выходу 41 источника 2 питания, третий 42 и четвертый 43 .выходы которого соединены между собой через две другие клеммы выключателя 1. Клеммы 44-47 БСУ 13 соединены с входами управления KOf MyTaTo.ра 5. Выходы 48 и 49 БСУ 13 соединены с управляющими входами автоматического переключателя 4. Выходы 50 и 51 подключены соответственно к цепям управления автоматического переключателя 9 и регистра 12. Пятый выход 52 источника 2 питания-подключен к клемме 53 БСУ 13. При этом в блоке БСУ 13 (фиг. 2) нулевой выход дешифратора Г5 соединен с клеммой 44 блока БСУ 13 и входом установки единицы первого триггера 16. Выходы триггера 16 подключены к клеммам 48 и 49 блока БСУ 13.

Выходы дешифратора 15 (с первого по k-й)подключены к входам первого логического элемента ИЛИ 19. Выход последнего через третий форг- ирователь 24 импульсов соединен с клеммой 50 блока БСУ 13. Первый и k-й выходы дешифратора 15 дополнительно соединены с входаглк установки единицы второго триггера 17 и первым входом второго логического элемент.а ИЛИ 20 соответственно. Выход последнего через четвертый формирователь 25 импульсов подключен к клемме 51 блока БСУ 13,(k+)-й выход дешифратора 15 соединен с клеммой 46 блока БСУ 13, третьим входом логического элемента ИЛИ 20 и входом установки нуля второго триггера 17. Прямой выход триггера 17 подключен к четвертому входу логического элемента ИЛИ 20 к клемме 45 БСУ 13, (k+2)-й выход дешифратора 15 подключен к второму входу логического элемента ИЛИ 20, клемме 47 блока БСУ 13 и входу установки нуля триггера 16, (k+3)-ft выход дешифратора 15 соединен с клеммой 40 блока БСУ 13 и вторым входом третьего логического элемента ИЛИ 21.

Выход логического элемента ИЛИ 21 соединен с входом установки нуля

третьего триггера 18 и через элемент 26 задержки с входом установки нуля счетчика 29 импульсов. Инверсный выход триггера 18 соединен с объединенными вxoдa 1И логического элемента И-ИЛИ-НЕ 30, а прямой выход - с вторым входом логического элемента И 28. Первый вход логического элемента И 28 подключен к выходу генератора 27 импульсов, а выход соединен со счет0 ным входомсчетчика 29 импульсов jвыходы которого подключены к Входам дешифратора 15. Вход установки едини;цы триггера 18 соединен с выходом первого формирователя 22 импульсов, 5 ход которого соединен через кнопку JlycK 14 с клеммой 53 блока БСУ 13.

К клемме 53 блока ВСУ 13 подключен вход второго формирователя 23 импульсов, выход которого соединен 0 с первым входом третьего логического элемента ИЛИ 21. При зтом один конец дополнительного резистора 31 соединен с земляной шиной, а второй подключен к выходу логического элемента И-ИЛИ5 iHE 30 и через индикаторную лампоч;ку 32 к клемме 53 блока БСУ 13. J Устройство работает следующим образом.

. Допустим необходимо измерить :напряжение ХИТ, например, после его зарядки. Для этого включают источ- . ник 2 питания прибора с помощью выключателя 1, через две первые клеммы выключателя 1 включаетсяпитание микропроцессора 3, а через две другие 5 клеммы - питание источника 2 питания и устройства в целом.

Автоматический переключатель 4 и коммутатор 5 устанавливаются в положение, показанное на фиг. 1. Это 0 достигается с помощью блока БСУ 13 следующим образом (фиг. 2). Скачок напряжения питания поступает на второй фop iиpoвaтeль 23 импульсов. В результате на выходе второго форми5 рователя 23 импульсов появляется импульс, который поступает на первый вход логического элемента ИЛИ 21.. С выхода последнего импульс поступа- ет на вход установкиО триггера 18 и на вход элемента 26 задержки. В результате на второй вход логичес.кого элемента И 28 с выхода триггера 18 поступает импульс запрета. По- . ступление счетных импульсов с выхода генератора 27 импульсов на счет5 чик 29 импульсов (через И 28) прекращается. Через время t., на.выходе элемента- 26 задержки появляется импульс, который обнуляет содержимое счеТчика 29 импульсов. .В результате, на ну0 левом выходе дешифратора 15 появляется Ч, а на остальныхО. Импульс, соответствующий Ч,устанавливает ком1.1утатор 5 в положение 35.Этот же импульс поступает на вход установ5 |Ки 1триггера 16. и переводит его в состояние,при котором автоматический переключатель 4 устанавливается в положение, показанное на фиг. 1. Нулевой потенциал на остальных вы ходах дешифратора 15 обеспечивает установку двухполюсного автоматичес кого переключателя 9 (через третий формирователь 24 импульсов управления) в положение, указанное на фиг.1 Кроме того, через че;гвертый формиро ватель 25 импульсов на регистр 12 поступает сигнал запрета перезаписи содержимого регистра 12 в память мик ропроцессора 3. Нулевой потенциал (k+3)-го выхода запрещает микропроцессору 3 обработку записанных в его память кодов чисел. Таким образом устанавливается исходное состояние и положение функциональных блоков устройства. Устрой ство готово к измерению напряжения ХИТ с предварительной пассивацией электродов (т.е. с предварительным снятием окисной пленки на внутренних электродах ХИТ с помощью разрядноге тока заданного значения). Исследуемый ХИТ, напряжение U которого подлежит измерению, подключают к входным клеммам 33 и 34 устройства. Для измерения напряжения ХИТ нажимают кнопку Пуск 14. В результате коммутатор 5 переводится в положе ние 37 (фиг. 1). Это осуществляется с помощью блока БСУ 13 следующим образом. Через кнопку Пуск 14, подключен ную к источнику питания посредством клеммы 53, на первый формирователь 22 импульсов поступает скачок напряжения. В результате на выходе формирователя 22 появляется импульс, устанавливающий триггер 18 S состояние 1 на его выходе. На логический эле мент Ж 28 поступит потенциал разрешения прохождения импульсОв с выхода генератора 27 на счетный вход счетчи ка 29 импульсов. При поступлении первого импульса на счетчик 29 импульсов на первом выходе дешифратора 15 появляется импульс, который устанавливает триггер 17 в состояние 1 на его выходе. В результате выходной потенциал триггера 17 переводит коммутатор 5 в пол жение 37, соответствующ1ее подключению входной клемгчИ 33 устройства к ,земляной шине. Сигнал с первого выхода дешифратора 15 поступает одновременно через логический элемент ИЛИ 19 на вход формирователя 24 импульсов. Аналогич но все выходные импульсы до k -го де шифратора 15 поступают через логичес кий элемент ИЛИ 19 на вход формиро.вателя 24 импульсов. Последний формирует импульсы, управляющие работой автоматического переключателя 9. Длительность 1 этих импульсов устанавливается достаточной для заг/ыкания (коммутации) части переменного резистора 8 на время кратковременного разряда ХИТ (через-часть резисто,ра 8 и резистор 10 на землю). В положении 37 коммутатора 5 в течении времени , гр СкмПа+ а- г ; осуществляется уменьшение контактной разности потенциалов i tp , обусловленной наличием окисной пленки на внутренних электродах ХИТ, за счет пассивации разрядным током электродов. В результате контактная разность потенциалов уменьшается (практически до нуля), а напряжение ХИТ увеличивается до истинного значения и, и;.йц., где и. - начальное напряжение ХИТ при наличии окисной пленки. Следовательно, в положени 37 коммутатора 5 осуществляется активация ХИТ. Время снятия пленки зависит от длительности импульса t величины тока разряда 3р. , определяемого значением сопротивления незакорачиваемой части переменного резистора 8 и от числа k импульсов или циклов кратковременного разряда ХИТ. Подбором этих величин устанавливается необхо димый режим работы устройства, обеспечивающий исключение потенциала &(р к моменту прихода или (k-l)-ro импульса. Следует отметить, что в положении 37 коммутатора 5 напряжение (2) ХИТ поступает на вход АЦП 11, например,, следящего типа через делитель напряжения, составленный из переменного резистора 8) и резистора 10 нагрузки, включенного параллельно входному сопротивлению Rgj( АЦП 11. В результате в код преобразуется напрр.жение lJ.o Ux/kg, Где kg. - коэффициент деления указан ° ного делителя напряжения. В общем случае kW неизвестен, так как неизвестно Rg,, АЦП 11. Напряжение (3) преобразуется в код числа N,(,njf,l4iN где - измеряемое значение напряжения;NI - результат измерения; йИ - аддитивная погрешнрсть измерения; - мультипликативная погрешность измэрения н пряжения ; S - крутизна преобразования АЦП 11, который п ступает в регистр )-2. Выражение (.4 получено исходя из того, что функция преобразования из мерительного преобразователя (или прибора) имеет вид 4 4Hj)+uy, результат измерения; измеряемая- величина; аддитивная погрешность изме рения; мультипликативная погрешность измерения. По истечении интервала времени (1) автоматический переключатель 9 устанавливается в исходное положение Сфиг. 1) , так как после k-ro импульса на вход третьего формирователя 24 с выхода логического элемента ИДИ 19 импульсы не поступают. Такова работа указанных блоков устройства при нахождении коммутатб ра 5 в положении 37. Следующий (k+1)-и импульс, поступивший в счетчик 28импульсов, обеспечивает перевод коммутатора 5 в положение 38 и перезапись в память мик ропроцессора 3 из регистра 12 значения кода напряжения (3}, пропорционального напряжению ХИТ после сня|ТИя пленки. Это достигается тем, что с (k+1)-го выхода дешифратора 15 ука занный импульс поступает на вход установки триггера 17 в нуль., на клемму 46 блока БСУ 13, соединенную с од ноименным управляющим входом коммута тора 5. Одновременно (k+l)-fli импульс через логический элемент ИЛИ 20 поступает на формирователь 25 импульсов. Последний выдает импульс разрешения на перезапись в память микропроцессора 3 содержимого регистра 12. В данном положении коммутатора 5 последовательно с ХИТ включается через делитель 6 напряжения источник 7 опорного напряжения. В результате на вход АЦП 11 поступает напряжение U,, где uU - выходное напряжение делите ля 6 напряжения. Следует отметить, что, выходное н пряжение ли делителя 6 формируется калиброванным высокостабильным (эталонным) напряжением, так как его зна чения в виде числа Ь NO вводятся в па мять микропроцессора 3 для дальнейшего использования при обработке результатов промежуточных измерений по определенному алгоритму. Напряжение ХЬ) преобразуется в код числа ,. N2-W,VUJ2VuN, где N, b(.Ux- bU f ,, который поступает в регистр 12. Из регнстра 12 код/числа (б) переписывается в память микропроцессора 3 при формировании управляющего импульса формирователем 25. Это осуществляется в момент времени прихода (k+2)-ro импульса в счетчик 29 импульсов, т.е. при появлении .сигнала на {k+2)-M выходе дешифратора 15. Этот сигнал через логический элемент ИЛИ 20 поступает на вход формирователя 25 и запускает его. При поступлении (k-b2)-го импульса в счетчик 29 импульсов коммутатор 5 автоматически переводится в положение 36, в автоматический переключатель 4 - во второе положение (противоположное указанному на Фиг. 1). Это достигается тем,что с (k+2)-ro выхода дешифратора 15 на клемму 47 блока БСУ 13 и вход установки триггера 16 поступает сигнал, переводящий коммута ор 5 в положение 36, а триггер 16 - в нулевое состояние, при котором автоматический переключатель 4 устанавливается во второе положение. В результате цепь с ХИТ размыкается, а вход АЦП 11 подключается через резистор 8 к земляной шине. При данном положении блоков 5 и 4 осуществляется измерение (преобразование в код) аддитивной погрешности N . Последняя является результа том дрейфа нуля компараторов аналого-цифрового преобразователя, нестабильности его источника опорного напряжения, а также результатом воздействия коммутационных помех, шумов на выходную цепь преобразователя 11. Действительно, при N3 SUg,.bN, где SUg/ 0. В указанном положении крммутатора осуществляется также перезапись кода числа (7) из регистра 12 в память микропроцессора 3. В момент прихода (k+2)-го импульса на счетчик 29 импульсов.прекращается подача импульсов через логический элемент И 28 и подав ся команда Вычислениена микропроцессорЗ.Это достигается тем, что на (k+3)-M выходе дешифратора 15 появляется импульс, который поступает на клемму 40 блока БСУ 13 и через логический элемент ИЛИ 21 подается на вход установки нуля триггера 18. В результате на второй вход логического элемента И 28 поступает запрещающий потенциал с прямого выхода триггера 18. С инверсного выхода триггера 18 сигнал 1 поступает на логический элемент ИИЛИ-НЕ 30, который управляет моментами включения и выключения индикаторной лампочки 32, подключенной к его выходу. Лампочка ,32 .указывает момент времени наличия или отсутствия процесса измерения напряжения ХИТ. Одновременно выходной импульс ло гического элемента .ИЛИ 21 поступает через элемент 26 задержки на вход установки нуля счетчика 28 импульсо Время задержки t блока 26 устанавливается достаточным для осуществле ния искомого значения NX напЕ яжения Ux с помощью микропроцессора 3. Пос ледний осуществляет вычисление значения NY по алгоритму 1Й;: гдвйМд - значение напряжения делите ля б напряжения. Покажем, что алгоритм (.8) обеспе чивает автоматическое исключение ад дитивной и мультипликативной погреш ностей измерения напряжения UK ХИТ. Подставляем в (8) выражения (4) , (б и (7). Тогда Nx- iii+fiN-iN , NiC 4iuTirN7(uj,)TM OM,lUj,l-Nxi1 jO Л,г1дитивная погрешность ftN исключ ется (вычитается) автоматически. По скольку изменение напряжения в цепи в положении 38 коммутатора 5 осущес вляется на комбинированную и высокостабильную величину (iU , малую по св ему значению, то мультипликативные погрешности измерения напряжений U);g и и, будут практически равны между собой, т.е.г,.Тогда fJ, °N,-N, ;или, выражая через напряжения. uNo J Н.-ьМ.гттгт 5(,UHuU)/VCg-SU /kg 5uU т.е. результат измерения равен истинному значению напряжения ХИТ. Из выражения 11 следует также, что результат измерения не зависит, от коэффициента деления k делителя,, образованного резисторами 8 и 10 и входным сопротивлением RBX АЦП, а следовательно, и от величины и нестабильности сопротивления цепи, по которой течет ток от ХИТ, и от контактных и переходных сопротивлений цепи. Последние могут быть приведены (аддитивно) к сопротивлению резистора 8. Кроме того, повышение точности и быстродействия измерения с помощью предлагаемого устройства достигается за счет такта активации ХИТ. Последний обеспечивает снятие окисной пленки с электродов и уменьшение до нуля разности потенциалов.Д(р или погрешности измерения, обусловленной наличием этой пленки и снижающей истинное значение напряжения ХИТ на величину uCf . В реализации этого режима принимают участие автоматические переключатели 4 и 9, переменными резистор 8, резист.ор 10 нагрузки и блок ВСУ 13, соединенные определенным образом. Повышение быстродействия в предлагаемом устройстве связано с автоматизацией процесса активации ХИТ и совмещением его с процессом измерения напряжения ХИТ. Автоматическое снятие окисной пленки повышает быстродействие, но не является рациональным, так как . возникают дополнительные затраты времени на высокоточное измерение параметров ХИТ. Наиболее рациональным является совмещение обоих процессов в один, с обработкой результатов из:мерения по заданному алгоритму и программе с помощью микропроцессора. Таким образом, введение в устройство измерения напряжения ХИТ двухполюсного переключателя, переменного резистора, трехполюсного переключателя и блока синхронизации и управления, соединенных определенным образом, обеспечивает сокращение аппаратурных затрат и повышает быстродействие и точность процесса измерения. 5fB ,

Риз. 2 SifB