Шкальный индикатор Советский патент 1987 года по МПК G01R13/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся для визуального представления из- меряемых параметров сигналов в диск ретно-аналоговой форме.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерения.

На чертеже представлена блок-схе ма шкального индикатора.

Шкальный индикатор содержит све- тоизлучающий нейристор (СИН) 1, пер вый вывод которого соединен через

СИН 1 представляет собой цепоч подключенных к двум общим электро ячеек на основе связанных последо вательно по возбуждению приборов 10 отрицательным дифференциальным со ротивлением, нагруженных на RC-ко туры. В исходном состоянии ключев элемент 2 $акрыт нулевым потенци лом с выхода обнуления одного из

.ключевой элемент 2 с источником 3 питания, третий вывод - с входом фор- 15 счетчиков (Ю или П), т.е. СИН 1 мирователя импульсов 4 и через нагру- отключен от источника 3 питания, зочный резистор 5. с общей шиной устройства, второй вывод нейристора 1 соединен с первым, выходом генератора 6 тактовых импульсов. Выход синхронизации аналого-импульсного преобразователя 7 соединен с вторым выходом генератора 6, информационный вход Импульс с второго выхода генер ра 6 производит установку RS-триг 12 в 1

ра

и осуществляет запуск

20 аналого-импульсного преобразовате который производит преобразование измеряемого напряжения Uy в после

вательность импульсов с числом п пропорциональным U. Счетчики 9

с входом устройства

а выход

суммирующим входом первого реверсивного счетчика 9. Суммируюнщй вход второго реверсивного счетчика 10 соединен с выходом переполнения счетчика 9. Суммирующий вход третьего реверсивного счетчика 11 соединен с выходом переполнения счетчика 10, S-вход RS-триггера 12 подключен к второму выходу генератора 6 и R-BXO- ду счетчика 9, а R-вход - к выходу переполнения счетчика 10. Первые входы первого и второго элементов И 13 и J4 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами HS- триггера 12, а вторые входы - с выходом формирователя 4. Первые входы третьего и четвертого элементов И 15 и 16 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера 12, а вторые входы - с выходами обнуления счетчиков 10 и II соответственно. Первый вход первого элемента ШМ 17 подключен к выходу обнуления счетчика 9, второй вход - к выходу элемента И 14, а выход - к вычитающему входу счетчика 10. Входы .второго элемента ИЛИ 18 подключены к выходам элементов И 15 и 16, а выход соединён с.управляющим входом ключевого элемента 2, входы первого и второго индикаторных элементов 19 и 20 подключены соответственно к прямому и - инверсному выходам RS-триггера 12. Вычитающий вход счетчика 9 подключен к выходу элемента И 13, а вычитающий

97472

вход счетчика 11 соединен с выходом обнуления Счетчика 10.

Шкальный индикатор работает еле- ,- дующим образом.

СИН 1 представляет собой цепочку подключенных к двум общим электродам ячеек на основе связанных последовательно по возбуждению приборов с 10 отрицательным дифференциальным сопротивлением, нагруженных на RC-кон- туры. В исходном состоянии ключевой элемент 2 $акрыт нулевым потенциалом с выхода обнуления одного из

15 счетчиков (Ю или П), т.е. СИН 1 отключен от источника 3 питания,

счетчиков (Ю или П), т.е. СИН 1 отключен от источника 3 питания,

Импульс с второго выхода генерато ра 6 производит установку RS-тригге- 12 в 1

ра

и осуществляет запуск

15 счетчиков (Ю или П), т.е. СИН 1 отключен от источника 3 питания,

20 аналого-импульсного преобразователя, который производит преобразование измеряемого напряжения Uy в последо15 счетчиков (Ю или П), т.е. СИН 1 отключен от источника 3 питания,

вательность импульсов с числом п, пропорциональным U. Счетчики 9 -

25 11, выполненные, к примеру, десятичными, производят подсчет этого числа так, что счетчик 9 считает единицы, счетчик 10 - десятки, а счетчик 1 1 сотни. При заполнении счетчиков 10

30 и 11 на их выходах обнуления устанавливается потенциал 1, открывающий ключевой элемент 2. Если .п, меньше. 100, то на выходе переполнения счетчика 10 импульсы переноса не форми-

.jg руются и RS-триггер 12 остается в . состоянии 1.

По истечении времени, необходимо го для записи максимального количества импульсов с преобразователя 7 в

40 счетчики, генератор 6 вырабатывает импульс, осуществляющий запуск СИН 1 по которому начинает распространяться нейристорный импульс, вызывая высвечивание элементов шкаль/и формиро

45 вание на нагрузочном резисторе 5 импульсов напряжения, очередность появления которых соответствует очередности высвечивания элементов шкалы. Эти импульсы напряжения приводятся

50 к логическим уровням в формирователе 4 импульсов, а затем подаются через элемент И 13 на вычитающий вход счетчика 9. Число (менее 100), ,запи- санное в двух счетчиках 9 и 10, на-

55 чинает уменьшаться. При равенстве . его нулю перепад из . в О на выходе обнуления счетчика 10, проходя через открытый элемент 15 и элемент ИЛИ 18, отключает напряжение пита-

ния от СИН 1, Распространение нейрис- торного импульса прекращается, В зультате при п 100 на СИН 1 измеряемая величина отображается с точ- ностью до единицы младшего разряда.

При п 100 первый же импульс переноса при переполнении счетчика 10 переключает RS-триггер 12 в сос тонкие О.

Импульсы с формирователя 4 проходят через открытый элемент И 14 и элемент ИЛИ 17 на вычитающий вход счетчика 10, уменьшая число, запи-™ санное в счетчиках 10 и 11, При ра- венстве его нулю перепад из 1 в о на выходе обнуления счетчика 11 проходит через элемент И 16 и элемент ИЛИ 18 на ключевой элемент 2, отключая напряжение питания от СИН.1 В результате на СИН 1 измеряемая величина отображается с точностью до десятков единиц младшего разряда измеряемой величины,

Связь второго выхода генератора 6 с R-входом счетчика 9 необходима для его установки в ноль при , так как в этом случав импульсы с формирователя 4 не попадают на счетчик 9.

Индикаторные элементы 19 и 20 слу жат для индикации включенного преде™ ла измерений. При п, 100 на входах индикаторных элементов 19 и 20 присутствуют потенциалы 1 и О соответственно, что обеспечивает вклюп- ченное состояние элемента 19 и выключенное состояние элемента 20,

При п 100 на входе элемента 19 присутствуют импульсы с периодом запуска шкального индикатора (составляет обычно .1 мс) и с длительностью, равной временному интервалу от за- пуска преобразователя 7 и установления КЗ-триггера 12 в 1 до формирования импульса переполнения счетчика 10, т.е, до переключения ES-триг- ,гера 12 в ноль. При частоте импуль- сов с преобразователя 7 5-10 МГц длительность упомянутых импульсов составляет 10-20 мкс, а скважность - 50-100, На входе элемента 20 при этом присутствуют инверсные импуль- сы со скважностью, близкой к единице Указанные сигналы обеспечивают вклкг- ченное состояние элемента 20 и выключенное состояние элемента. 19,

0

5

5 0

5

0

Q g

Формула изобретения Шкальный индикатор, содержащий светоизлучающий нейристор, первьй вывод которого подключен к источнику питания через ключевой элемент, ; второй вывод - К первому выходу ге- нератора тактовых импульсов, третий вывод - к входу фор1 1ироват€ля импульсов и через нагрузочный резистор к общей шине индикатора, преобразователь, информационный вход которого соединен с входом индикатора, а вход синхронизации - с вторым выходом генератора тактовых импульсов и &-вхо- дом RS-триггера, и первый счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона .измерения, в него введены второй и третий счетчики, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и два индикаторных элемента, причем счетчики выполнены реверсивными, а в качестве преобраз ователя использован аналого- импульсный преобразователь, выход которого подключен к суммирующему входу первого счетчика, R-вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, вычитают щий вход - с вь ходом первого элемент та И, выход переполнения - с суммирующим входом второго счетчика, а выход обнуления - с первым входом первого элемента ИЛИ, вычитаюуг«-1м вход второго счётчика подключен к выходу первого элемента ИШ, выход переполнения - с суммирующим входом третьего счетчика и R-входом RS-триг- гера, а выход обнуления - с вычитакг- щим входом третьего счетчика и вторым входом третьего элемента И, выход обнуления третьего счетчика соединен с вторым входом четвертого элемента И, прямой выход HS-триггера соединен с первыми входами первого и третьего элементов И и входом первого индикаторного элемента; инверс- лый выход RS-триггера соединен с пер-. выми входами второго и четвертого элементов И и входом второго индикаторного элемента, вторые входы первого и второго элементов И подключе- ..ны к выходу формирователя импульсов, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, входы второго элемента.ШМ подключены к выходам третьего и четвертого элементов И, а выход соединен с уп-, равляющим входом ключевого элемента.

Изобретение может быть использовано для визуального представления измеряемых параметров сигналов .в дискретно-аналоговой форме. Шкальный индикатор (ШИ) содержит светоизлу- чающий нейристор 1, ключевой элемент 2, источник 3 питания, формирователь 4 импульсов, нагрузочный ре- зистор 5, генератор 6 тактовых импульсов, аналого-импульсный преобразователь 7, реверсивные счетчики 9-11, RS-триггер 12, элементы И 13 - 16, элементы ИЛИ 17-18, индикаторные элементы 19 и 20. Изобретение расширяет динамический диапазон измере- . ния ШИ. 1 ил. во оо ел со 4: