Электроизмерительный прибор Советский патент 1985 года по МПК G01R19/155 

2. Прибор по П.1, отличающийся тем, что согласующие транзисторные ключи выполнены в виде транзисторов, базы которых соединены с коллекторами транзисторных переключателей и через резисторы с шиной нулевого потенциала и эмиттерами транзисторов, а коллекторы через токоограничивающие резисторы - с источником напряжения питания и с индикаторными элементами .

1. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, содержащий Н индикаторных элементов, например светодиодов, N транзисторных генераторов тока, соединенных с источником напряжения питания,и М полупроводниковых диодов, отличающийс.я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены W транзисторных переключателей, N согласующих транзисторных ключей и преобразователь измеряемой величины в ток, причем генераторы тока подключены к катодам полупроводниковых диодов, аноды которых соединены с выходом преобразователя измеряемой величины в ток и к эмиттерам транзисторных переключателей, база каждого из которых подключена к эмиттеру последующего транзисторного переключателя, коллекторы через последовательно соединенные согласующие транзисторные ключи и индикаторные. элементы соединены с шиной нулевого (Л потенциала, а база последнего с транзисторного переключателя подключена к источнику напряжения смещения. j;i о сд 00

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для построения контрольноизмерительн-bix устройств с оптической шкалой, в частности индикаторов относительного уровня мott носги электрических сигналов при звукозаписи и звуковоспроизведении . Известны измерители ;5фовня сигна ла с инди.кац11ей .показаний на светодиодах, в которых транзисторные ключи, последовательно отпираемые входным сигналом, управляют светоди . дами, включенными в их коллекторные цепи. Число загораюп хся либо гасну щих светодиодов пропорционально измеряемому входному напряжению ij . Недостатками данных устройств являются их чувствительность к разбросу и нестабильности параметров входящих в них элементов и ограниченная область применения вв1вду низ кой точности. Наиболее близким к предлагаемому является функциональный измеритель с ивдикацией показаний, содержащий М индикаторных элементов, например светодиодов, N транзистор ных генераторов тока, соединенных с источником напряжения питания, и N полупроводниковых диодов, при этом выходы транзисторных генераторов тока через светодиоды подключен к точкам соединения полупроводниковых диодов последовательной цепочки включаемой между источником измеряе мого тока и общей шиной 2 . В известном устройстве устраняется влияние разброса и нестабильности параметров элементов на точность измерения, однако оно критично к разбросу параметров индикаторных элементов - светодиодов - и не

2 может применяться для.измерения параметров, связанных с током либо напряжением нелинейной функциональной зависимостью. Это вызывает необходимость установки неодинаковых значений токов опорных генераторов тока, а следовательно, использования в устройстве светодиодов разных типов. Кроме того, нарушается его работоспособность. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в электроизмерительный прибор, содержащ 1й N индикаторных, элементов, например светодиодов, N транзисторных генераторов тока, соединенных с источником напряжения питания, и Н полупроводниковых диодов, введены N транзисторных переключателей, N согласующих транзисторных ключей и преобразователь измеряемой величины в ток, причем генераторы Тока подключены к катодам полупроводниковых диодов, аноды которых соединены с выходом преобразователя измеряемой величины в ток и к эмиттерам транзисторных переключателей, база каждого из которых подключена к эмиттеру последуюDjero транзисторного переключателя, коллекторы через последовательно соединенные согласующие транзисторные ключи и индикаторные элементы соединены с щиной нулевого потенциала, а база последнего транзисторного переключателя подключена к источнику напряжения смещения. Кроме того, согласующие транзисторные ключи выполнены в виде транзисторов, базы которых соединены с коллекторами транзисторных переключателей и через резисторы с шиной 3 нулевого потенциала и эмиттерами транзисторов, а коллекторы через токоограничивающие резисторы - с источником напряжения питания и с индикаторными элементами. На чертеже представлена функцио нальная схема электроизмерительног прибора. Устройство содержит генераторы 1.1-1. N тока, соединенные с источ ником 2 напряжения питания и подключенные к эмиттерам транзисторны переключателей 3.1 -3 N и через полу проводниковые диоды 4.1-4.N к выхо преобразователя.5 измеряемой велич ны в ток. База i -го транзисторного переключателя соединена с эмиттеро (1+1)-го транзисторного переключателя, а .база последнего транзистор ного переключателя 3. N подключена к источнику 6 напряжения смещения. Коллекторы транзисторных переключа телей 3.1-3.N соединены с согласу щими транзисторными ключами 7.1-7. выполненными в виде транзисторов 8.1-8.N., базы которых через резисторы 9.1-9.Nсоединены с шиной нул вого потенциала и с эмиттерами транзисторов 8.1-8.Н , а коллекторы - через токоограничивающие резисторы 10.1-1 П.М с источником напряжения питания и через индикаторные элементы 11.1-11.N с шиной нулевого потенциала. Устройство работает следующим образом. Измеряемьй параметр X преобразуется при помощи преобразователя измеряемой величины в ток Jy, , связанный с параметром X монотон нарастаюп1ей функциональной зависимостью, которая может носить, например, логарифмический, линейный либо экспоненциальный характер. Ток ЗУ уравновешивается суммой токов Зп 1 3 г - ) генераторов 1.1-1.М протекаюи1их через полупроводниковые диоды 4.1-4. В зависимости от значения Х следовательно, величины J число уравн вешивающих генераторов тока изменяется. Их количество определяется по числу горящих (либо noracmrix) индикаторных элементов 11 .1-11 .К оптической шкалы измерителя. Пусть величина X , равная в исходном состоянии нулю, постепенно нарастает. Первоначально 0 0 и 84 токи через полупроводниковые диоды 4.1-4. Н не протекают. ТокиЗр, Зрц генераторов тока в этом случае протекают через эмиттерные и коллекторные переходы транзисторных переключателей 3.1-3.N и через входы согласующих транзисторных ключей 7.1-7. N, шунтирующих индикаторные элементы 11,1-11 . N. Потенциал на базе транзисторного переключателя 3. Я устанавливается равньм напряжению смещения Е, а на базе каждого последующего транзистора он повьшается на величину ( N-nVUb ,где ц - номер транзистора,, падения напрянсения на эмиттерных переходах транзисторов 8.1-8. N. С повьш1ением входного сигнала нарастает и выходной ток 3 х преобразователя измеряемой величины в ток, который через полупроводниковый диод 4.1 начинает вычитаться из тока 3j-i генератора тока, вызывая запирание ключа 7.1 и загорание индикаторного элемента 11.1. Протекание тока через вход ключа 7.1 прекращается, когда J j( становится равным Зг1 Дальнейшее увеличение Зу приводит к запиранию транзисторного переключателя 3.1, снижению потенциала на катодах параллельно включенных полупроводниковых диодов 4.1-4.10 и отпиранию полупроводникового диода 4.2, вызывая загорание индикаторного элемента 11.2. После того, как ток З превысит величину 3fj - начинает загораться индикаторный элемент 11.3 и т.д. Таким образом, число горящих индикаторных элементов будет определяться величиной тока 3x5 следовательно, текущим значением входного сигнала. При максимальном уровне входного сигнала загораются все индикаторные элементы, поскольку в этом случае 1хмакс%Уг лючи закрыты. Разброс параметров индикаторных лементов не сказывается на работопособности и точности устройства, оскольку они включены в коллекторые цепи транзисторных переключатеей 3.1-3.10, условия отпирания или апирания которых определяются лишь 5 величиной входного сигнала. Оптическая шкапа измерителя может быть выполнена не только на светодиодах но и на индикаторных элементах типа, например на газоразрядны либо жидкокристаллических. Таким образом, согласующие транзисторные ключи служат для понижения выходной мощности преобразователя измеряемой величины в ток и вь1равнивания яркости свечения индикаторных элементов устройства с нелинейной вьйодной характеристикой В исходном состоянии индикаторные элементы погашены, так как они шунтированы открытыми транзисторами 8.1-8.ЦJ находящимися в насыщенном состоянии, а повьшшние уровня сигнала приводит к последовательному запиранию транзисторных пере1слючателей 3.1-3. М, следовательно, транзисторов 8.1-8. N и зажиганию индикаторных элементов 1,1.1-Т1. N ,. 8 Поскольку эти токи генераторов 1.1-1.N можно выбрать в несколько раз меньшими, чем номинальные токи индикаторных элементов 10.1-10.М , . то соответственно может быть снижено значение Зх макс 5 следовательно, и выходная мощность преобразователя 5. Однотипные индикаторные элементы в данном случае будут иметь одинаковую яркость свечения, несмотря на большиеразличия в величинах токов генераторов 1.1-1.N, Предлагаемъй электроизмерительный прибор некритичен к разбросу параметров индикаторных элементов и может применяться для измерения параметров, связанных с током либо напряжением функциональной зависимостью. В частности, им можно измерять относительный уровень мощности электрического сигнала звукозаписывающей либо звуковоспроизводящей аппаратуры.