Шкальный индикатор напряжения Советский патент 1988 года по МПК G01R19/00 

23

00

ел

4

ГЧ)

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может применяться в различных контрольно-измерительных системах.

Целью изобретения является повышение информативности за счет одновременного отображения информации о величине и соотношении двух напряжений .

На чертеже изображена функциональная схема шкального индикатора напряжения.

Устройство содержит амплитудно- временной преобразователь (АВП) 1, триггер 2, задатчик 3 временных интервалов (ЗВИ), элементы И-НЕ 4 и 5, триггер 6, АВП 7, задающий светодиод 8, генератор 9 импульсов, элемент И 10, элемент И-НЕ 11, резистор 12, индикаторный блок 13, состоящий из ячеек (14.1) - (14.N), причем каждай ячейка содержит фототиристор 15 и светодиоды 16-18. Кроме- того, устройство содержит резисторы 19 и 20, блок 21 питания и первую 22 и вторую 23 входные шины.

Выход генератора 9 импульсов соединен с первым входом элемента И 10 и через ЗВИ 3-е входами управления амплитудно-временных преобразрг вателей 1 и 7, S-входом триггера 2, R-входом триггера 6, первыми входами элементов. 4 и 5 и катодом све- тодиода 8, анод которого через резистор 12 подключен к вьпсоду блока 21 питания.

Входы амплитудно-временных преобразователей 1 и 7 соединены соответственно с входными шинами 22 и 23, выход АВП 7 соединен с первым входом элемента 11, второй вход последнего подключен к выходу АВП 1 и второму входу элемента И 10, выход которого соединен со счетным входом триггера 2, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к вторым входам элементов 4 и 5, а выход элемента И-НЕ 11 подключен к S-входу триггера 6, инверсный и прямой выходы которого соответственно через резисторы 19 и 20 соединены с анодами светодиодов 17 и 18 ячеек (14.1) - (14.N), катоды светодиодов 17 и 18 в каждой ячейке 14 соединены с анодом светодио- да 16, при этом катоды светодиодов 16 через фоторезисторы 15 подюдаче- ны к выходу элемента И-НЕ 4 в нечет0

5

0

5

ных ячейках 14 и к выходу элемента И-НЕ 5 в четных ячейках 14. Светодиод 8 и фоторезистор 15 первой ячейки, а также светодиоды 16 и фототиристоры 15 остальных ячеек образуют оптронные пары, а светодиоды 17 и 18 - индикаторные.

Шкальный индикатор напряжения работает следуюш 1м образом.

При включении блока 21 питания триггеры 2 и 6 устанавливаются в произвольное состояние. Индикаторный блок 13 обнулен, запускающий свето- диод 8 не излучает свет, так как на его катоде уровень лог. 1 с выхода ЗВИ 3, генератор 9 импульсов функционирует, но его импульсы не поступают на счетный вход триггера 2 через закрытый нулевым потенциа лом с выхода АБП 1 элемент И 10. На вход ЗВИ 3 поступают импульсы с вы- хода генератора. 9. На выходе АВП 7 присутствует уровень лог. 1.

Когда подается входное напряжение на входные шины 22 и 23, то АВП 1 преобразует амплитуду данного напряжения во временной интервал, представляемый в виде длительности присутствия лог. 1 на выходе АВП 1 только лишь по приходу первого отрицательного, импульса лог. 1 с выхода ЗВИ 3, который, воздействуя:

-.на первые входы элементов И-НЕ 4 и 5 устанавливает на их выходах

- лог. iV, обнуляющие индикаторный блок 13;

- на установочный вход триггера 6, устанавливает на его прямом выходе лог.

-на установочный вход триггера 2, устанавливает на его прямом выходе лог.

-на катод запускающего светодио- да 8, возбуждает его и этим оптическим сигналом подготавливает фото- тиристо15 15 первой ячейки 14.1 к включению;

-на управляющие входы АВП 1 и 7, по положительному перепаду этого импульса начинают функционировать

АВП 1 и 7, С выхода АВП 1 уровень лог. 1 открывает элемент И 10, который начинает пропускать импульсы , генератора 9 на счетный вход триггера 2. Этот же перепад выключает за- .-Ьускающий светодиод 8 и включает фо- тотиристор 15 первой ячейки 14.1 и связанные с ним светодиоды 16 и 17.

0

0

5

0

5

Отрицательный импульс ЗВИ 3 устанавливает триггеры 2 и 6, обнуляет индикаторный блок 13, возбуждает запускающий -светодиод 8, запускает АВП 1 и 7 и возбуждает первую 14.1 ячейку индикаторного блока 15,

Так как уровни напряжения на вы- ходах АВП 1 и 7 противофазны, то на выходе элемента И-НЕ 11 будет присутствовать лог. 1, не. переключающая триггер 6.

В случае, когда входное напряжение АВП 1 превысит опорное напряжение на входе АВП 7, т.е. временной интервал АВП 1 будет больше временного интервала АВП 7, на общих входах элемента И-НЕ 11 появятся уровни лог. 1, а на выходе - лог. О, произойдет переключение триггера 6 в противоположное состояние.

Первый импульс генератора 9 через элементИ 10, открытый уровнем лог. 1 с выхода АВП 1, переключает триггер 2 в нулевое состояние, что приводит к включению фоторезистора 15 ячейки , 14.1 индикаторного блока 15, а фототиристор 15 ячейки 14,1 выключается из-за выравнивания потенциалов на его электродах.

Таким образом, первый импульс генератора 9 приводит к возбуждению индикационного светодиода второй ячейки 14.2 и гашению в первой ячейке 14.1 блока 13,

С приходом второго импульса на счетный вход триггера 2 аналогично возбуждается третья ячейка 14.3 и гасится ячейка 14.2 блока 13.

Такие процессы будут происходить в индикаторе до тех пор, пока не закончится временной интервал с АВП 1. Если входное напряжение индикатора меньше порогового напряжения на входе АВП 7, то на установочном входе в единичное состояние триггера 6 присутствует уровень лог. 1, не изменякжций состояние триггера 6, т.е. возбуждаются светодиоды 17.

Если до прихода третьего импульса на счетный вход триггера 2.на выходе АВП 1 появится лог. О, то в возбужденном состоянии останется третья ячейка 14.3, так как элемент И 10 закрывается, импульсы генератора 9 не проходят на триггер 2, и он сохраняет предыдущее состояние, т.е. по окончании временного интер

0

5

вала происходит запоминание информации .

Если с приходом третьего импульса генератора 9 временной интервал не закончен, а входное напряжение индикатора больше опорного напряжения, на выходе элемента И-НЕ 11 появится уровень лог. О, переключающий триггер 6 в единичное состояние на прямом выходе. Это означает, что отображать информацию будут светодиоды 18, так как на их анодах устанавливается лог. 1.

Теперь третий импульс включает четвертую ячейку 14.4 блока 13 и светодиод 18 и выключает третью ячейку 14.3. Четвертый импульс аналогич-- но включает пятую ячейку 14.5 и выключает четвертую 14.4.

Если до прихода пятого импульса генератора 9 закончится временной интервал с АВП 1, в возбужденном состоянии останется пятая ячейка 14.5 блока индикации 13 и его светодиод 18, т.е. произойдет запоминание предыдущего состояния индикатора.

Таким.образом, при превышении входным сигналом некоторого опорного напряжения происходит переключение светодиодов с 17 на 18, которые могут иметь разный цвет свечения.

Появление следующего отрицательного импульса на выходе ЗВИ 3 обнулит все ячейки (14.1) - (14.N) ин- 5 дикаторного блока, установит триггер 2 в единичное состояние, триггер 6 - в нулевое состояние, переведет в возбужденное состояние первую ячейку 14.1 блока 13, запустит АВП 1 и 7, и с приходом импульсов на счетный вход триггера 2 указанные процессы повторяются.

-Частота запуска АВП 1 и 7 задается с помощью ЗВИ 3, в качестве которого может быть использован делитель частоты с переменным или заданным коэффициентом деления, формирующий из импульсов генератора 9 последовательность отрицательных импульсов, длительность которых равна максимальному времени включения одного из элементов И-НЕ 4 и 5 триг гера 2 и светодиода 8 и должна быть достаточна для подготовки фототиристора 15 ячейки 14.1 н выключения элементов ячеек 14 блока 3 индикации, а длительность паузы - максимальному временному интервалу, огображае0

0

5

0

5

мому данной шкалой, плюс время на отображение запоминающей информации (если это необходимо),

Таким образом, на светоизлучаю- щей шкале блока 13 будет наблюдаться нарастающая светоизлучающая полоса, длина которой пропорциональна значению входного сигнала, причем цвет ее может зависеть от значения опорного напряжения.

Формула изобретени

Шкальный индикатор напряжения по авт. св. № 1337787, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет одновременного отображения величины и соотношения двух входных напряжений введены дополнительные амплитудно- временной преобразователь, элемент И-НЕ, триггер, резистор и N свето

диодов, катоды которых в каждой ячейке соединены с катодами первых светодиодов соответствующих ячеек, а аноды всех дополнительных свето- диодов через дополнительный резистор подключены к прямому выходу дополнительного триггера, инверсный выход которого соединен с выводом первого резистора, первый установочный вход дополнительного триггера соединен с входами управления основного и дополнительного амплитудно-временных преобразователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И-НЕ, выходы последнего подключены к второму установочному входу дополнительного триггера, а вход дополнительного амплитудно- временного преобразователя соединен с второй входной шиной, индикатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Шкальный индикатор напряжения содержит амплитудно-временные преобразователи 1 и 7, триггеры 2 и 6, задатчик 3 временных интервалов, элементы И-НЕ 4, 5 и 11, задающий светодиод 8, генератор 9 импульсов, элемент И 10, резисторы 12, 19 и 20, индикаторный блок 13, состоящий из ячеек (14.1)-