Импульсный вольтметр Советский патент 1988 года по МПК G01R19/04 

(Л

с

со

00 О5

со

N5

4

,,I Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений усредненного амплитудного значения последовательностей импульсов произвольной полярности и с переменным чис- лрм импульсов в юследовательности, в част- iJocTH в устройствах нестационарного электролиза от управляемого двухполупериод- Пого выпрямителя.

1Цель изобретения - повышение точности измерения усредненной амплитуды двух следующих за другом импульсов произвольой полярности.

На чертеже приведена структурная схе- устройства.

Импульсный вольтметр содержит пер- 1 и второй 2 усилители, инвертор 3, пер- ый сумматор 4, дифференциальный усили- сль 5, диод 6, конденсатор 7, ключ 8, ана- .ого-цифровой преобразователь (АЦП) I, второй сумматор 10, триггер 11, первый

2и второй 13 регистры, первый 14 и вто- |)ой 15 элементы И, одновибратор 16, инди;атор 7, а также вход 18 устройства, вход 9 управления и выход 20.

При этом вход 18 соединен с входами )боих усилителей 1 и 2, выход усилителя с первым входом сумматора 4, второй ход которого через инвертор 3 соединен с нлходом усилителя 2, выход дифференци- ajsbHoro усилителя 5 - с анодом диода 6, (оторый своим катодом соединен с первыми выводами конденсатора 7 и ключа 8, вхо- iOM АЦП 9 и первым входом дифференциал ьпого усилителя 5, второй вход которо- 14) соединен с выходом сумматора 4, вторые выводы конденсатора 7 и ключа 8 заземлены, первый выход АЦЦ 9 соедгнен с ервыми входами триггера П, элемента И 14, регистра 12 и упраа,1яюпдим входом ключа 8, второй выход триггера 11 - со своим вторым входом, первый выход триг- 1-ера 1 1 -- с вторым входом элемента И 14 и первым входом элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом регистра 12 и вторым входом регистра 13, первый вход которого через одновибратор 16 сое- ;.,инен с выходом элемента И 14, выход элемента И 15 - с вторым входом сумматора 10, первый вход которого соединен с вторым выходом АЦЦ 9, выход сумматора 10 - с вторым входом регистра 12, выход регистра 13 - с входом индикатора 17 и является выходом 20 устройства.

Цмпульсный вольтметр работает следующим образом.

При подаче на его вход 18 первого им- иу.,|1ьса, в зависимости от полярности, он усиливается первым усилителем 1, если полярность импульса положительная, или вторым усилителерл 2, если нолярность отри- цйтельная. Через сумматор 4 импульс поступает на второй (неинвертирующий) вход

5

0

0

5

дифференциального усилителя 5. Ключ 8 разомкнут, поэтому положительное выходное напряжение дифференциального усилителя 5 открывает диод 6 и начинает заряжать конденсатор 7. Одновременно с конденсатора 7 напряжение поступает на первый (нпвертируюпгий) вход дифференциального усилителя 5. Возникающая при этом обратная связь компенсирует падение напряжения на открытом диоде, поэтому конденсатор 7 заряжается до амплитудного значения поступившего импульса. При уменьшении входного импульса диод 6 закрывается и напря.жение на конденсаторе 7 сохраняется 1ОСТОЯННЫМ.

От внешнего устройства управления но входу 19 управления на Ч правляющий вход АЛ1П 9 поступает и.мпульс после окончания измеряемого импульса. Этот импульс запускает .АЦП 9, который преобразует величину напряжения па конденсаторе 7 в цифровой код. С второго выхода АЦП 9 код поступает на первый вход второго сумматора 10. Триггер 11 в начальный момент установлен в нуль, поэтому элемент И 14 закрыт и на второй вход второго сумматора 10 подается «ноль. На выходе второго сумматора 10 появляется код, равный выходно.му коду АЦП 9. Этот код нодается на второй (информационный) вход регистра 12. Сигнал «Конец преобразования с перво1 о выхода АЦП 9 открывает ключ 8, который разряжает конденсатор 7, подготавливая его к новому измерению, а так. -ке, поступая па первый вход записи регистра 12, заносит в него код с выхода второго сум.матора. Кро- .vie тогч), по заднему фронту сигнала «Конец преобразования триггер 1 устанавливается в «единицу. Второй импульс, поступающий на вход 18, указанным образом заряжает конденсатор 7 до своего максимального значе П1Я. Импульс управления по входу 9 запускает АЦП 9.

Выходной код АЦЦ 9 поступает па первый вход второго сумматора 10, на второй вход которого теперь через открытый элемент И 15 подается код с выхода регистра 12, равный амнлитудному значению первого импульса. На выходе второго су.мматора 10 появляется код, равный суммарному значению амплитуд первого и второго импульсов, который сигналом «Конец преобразования записывается в регистр 12. Одновременно сигнал «Конец преобразования проходит через открытый элемент И 14 и своим задним фронтом запускает одновибратор 16. На выходе одповибратора 16 формируется импульс, по которому код с выхода первого регистра 2 записывается во второй регистр 13, причем запись осуществляется со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов, что для двоичных кодов эквивалентно делению на два. Тем

самым во втором регистре 13 оказывается усредненное значение амплитуд двух следующих друг за другом импульсов, которое передается на индикатор 17 и на выход вольтметра 20.

Кроме того, по заднему фронту сигнала конец преобразования триггер 11, работающий в счетном режиме, снова устанавливается в «нуль. Поэтому для следующей пары импульсов выполняется указанный процесс усреднения.

Формула изобретения

Импульсный вольтметр, содержащий два усилителя, входы которых объединены и являются входом устройства, выход первого усилителя соедин ен с первым входом первого сумматора, выход второго усилителя через инвертор соединен с вторым входом сумматора, инвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с первыми выводами конденсатора и ключа, второй вывод конденсатора заземлен, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения усредненной амплитуды двух следующих друг за другом импульсов произвольной полярности, в него дополнительно введены диод, аналого-цифровой

преобразователь, два элемента И, второй сумматор, триггер, два регистра, одновиб- ратор и индикатор, причем выход первого сумматора соединен с неинвертирующим

входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с анодом диода, катод которого соединен с первым выводом ключа, второй вывод которого заземлен, катод диода соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, первый выход которого соединен с первыми входами триггера, первого элемента И, первого регистра и управляющим входом ключа, вход управления устройства соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом триггера и вторым входом

первого элемента И, выход последнего через одновибратор соединен с первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и выходом первого регистра, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй выход триггера соединен со своим вторым входом, выход второго регистра соединен с входом индикатора и является выходом устройства.