Цифровой вольтметр Советский патент 1988 года по МПК G01R19/25 

Ю

к

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложной формы и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. № 976394.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема цифрового вольтметра.

Цифровой вольтметр содержит преобразователь 1 аналог - код, выход которого подключен к информационному входу блока 2 вычисления, выход которого соединен с выходной шиной. Информационный вход преобразователя I аналог - код соединен с входом блока 3 определения периода, второй выход которого соединен с вторым входом основного элемента И 4. Блок 5 формирования частот через коммутатор 6 соединен с первым входом элемента И 4 выход которого подключен к управляю- щим входам элемента И 4, выход которого подключен к управляющим входам преобразователя I и блока 2. Второй вход коммутатора 6 соединен с выходом управляющего счетчика 7, Выход коммутатора 6 соединен.с третьим входом блока 8 управления, первый и второй входы 1 оторого соединены соответственно с вторым выходом блока 2 и первым выходом блока 3. Выход блока 8 через счетчик 9 числа ординат соединен с вторым входом триггера 10 переполнения, первый вход которого соединен с выходом формирователя 11 импульсов и входом счетчика 7, а вы- ход - с входом формирователя 11,

Выход управляемого делителя 12 напряжения соединен с вторым входом суммируюиего усилителя 13, первый вход которого соединен с входной ши- ной и первым входом блока 14 сравнения, второй вход которого, соединен с общей шиной, а управляющий вход - с первым выходом блока 3, входом обнуления блока 2 и первым входом допол- нительного элемента И 15, а выход через дополнительный формирователь 16 импульсов - С входом элемента 17 задержки и вторым входом элемента И 15, выход которого соединен с управляю- щим входом преобразователя 1 и управляющим входом первого регистра 18 памяти. Информационный вход регистра

18 соединен с выходом второго регистра 19 памяти и входом цифроаналогово го преобразователя 20, а выход - с первым входом сумматора 21, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 1. Выход сумматора 21 соединен с информационным входом регистра 19, управляющий вход которого соединен с выходом элемента 17. Выхо преобразователя 20 соединен с входом делителя 12, управляющий вход которого соединен с вторым выходом усилителя 13, первый выход которого соединен с информационным входом преобразователя 1 .

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на входы суммирующего усилителя 13 и блока 14 сравнения, с второго выхода усилител 13 на вход делителя 12 поступает код предела измерения, устанавливающий соответствующий коэффициент деления на делителе 12, который определяется коэффициентами передачи усилителя 13 и преобразователя 1 аналог - код таким образом, чтобы на второй вход усилителя 13 в результате коррекции нуля подавалась величина приведенног к. входу дрефа нуля.

С выхода усилителя 13 нормированный сигнал поступает на входы преобразователя 1 аналог - код и блока 3 определения периода. В блоке 3 выделяются первый и второй периоды входного сигнала, при этом формируются разрешающие сигналы соответственно на его первом и втором выходах.

После запуска вольтметра на пер- вьй вход элемента И 15, на второй вход блока 8 управления и на управляющий вход блока 14 поступает сиг- нал разрешения от блока 3. При этом на счетчик 9 числа ординат из блока 5 формирования частот через коммутатор 6 и блок 8 управления поступает наиболее высокая тактовая частота. При использовании двоичной сетки частот (f ) в спучае переполнения счетчика 9 числа ординат и триггера 10 срабатьтает формирователь 11, который устанавливает в единичное состояние триггер 0 и увеличивает на единицу содержимое счетчика 7. Последний переключает коммутатор 6, благодаря чему на.вход счетчика 9 поступает частота, пониженная в два

раза. Начинается второй цикл формирования частоты запуска преобразователя . Далее циклы повторяются вплоть до окончания первого периода входного сигнала. Таким образом, в течение первого периода входного сигнала формируется частота запуска преобразователя 1 аналог - код.

Блок. 14 фиксирует моменты пересечения входным сигналом нулевого уровня. Его выходной сигнал поступает на формирователь 16, который формирует крутые фронты сигнала при положительных и отрицательных фронтах выходного сигнала блока 14 и от этих фронтов (положительных и отрицательных) формирует импульсы постоянной длительности. Импульсы, соответстриоде измеряемого сигнала, С второго выхода блока 3 подается сигнал разрешения на второй вход элемента И 4, Выбранная на первом периоде измеряемого напряжения тактовая частота через коммутатор 6 подается на входы преобразователя 1 и блока 2. Преобразователь 1 аналог - код зап скается на каждом такте и полученные им коды ординат поступают в блок 2 вычисления. Количество запусков преобразователя 1 также подсчитывается блоком 2 и вместе со значениями измеренных ординат использз/ются для вычисления среднеквадратического значения измеряемого напряжения.

По окончании второго периода блок 2 формирует импульс, по которому за

Изобретение предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложной формы. Вольтметр содержит преобразователь 1 аналог- код, блок -2 вычисления, блок 3 определения периода, элемент И 4, блок 5 формирования иастоты, коммутатор 6, управляющий счетчик 7, блок 8 управления, счетчик 9 числа, триггер 10 переполнения и формирователь 11. Введение делителя 12 напряжения, суммирующего усилителя 13, блока 14 сравнения, элемента И 15, формирователя 16 импульсов, элемента 17 задержки, регистраторов 18 и 19 памяти, цифроана- логового преобразователя 20 и сумматора 21 повышает точность измерения.

вующие моментам перехода входным сиг-20 канчивается цикл измерения., Вольтналом через ноль, с выхода формирователя 16 поступают на входы элемента 17 задержки и элемента И 15,

Каждым импульсом с выхода формирователя 16 через элемент И 15 запускаются преобразователь аналог - ко и блок 2 вычислений, и происходит перезапись кода из регистра 19 в регистр 18, а также после срабатывания элемента 17 задержки - запись кода сумматора 21 в регистр 19, При этом на входы сумматора 21 поступают коды преобразователя 1 аналог - код и регистра 18, Код с выхода регистра 19 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 20 и через делитель 12 подается на вычитающий вход суммирующего усилителя 13, Следовательно, в регистре 19 хранится основной код приведенного к входу дрейфа нуля вольтметра, а с выхода преобразователя 1 аналог - код в сумматор 21 поступают коды его изменения. Это позволяет перед началом каждого измерения входного сигнала, которое проводится на втором периоде входного сигнала, скомпенсировать дрейф нуля вольтметра.

По окончании первого периода входного сигнала блоком 8 управления обнуляется блок 2 вычисления, блок 3 определения периода на первом выходе формирует запирающий потенциал, По которому прекращается работа блока 14 и с ней - коррекция нуля вольтметра (код коррекции сохраняется в регистре 19), а также определение.тактовой частоты и числа ординат на пеметр готов принять следующий сигнал запуска.

Ф о

а т е и и я

5

0

5

0

5

0

5

рмула изобр

Цифровой вольтметр по авт,св. № 976394, о тличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены суммирующий усилитель, блок сравнения, допол- нительньй формирователь импульсов, элемент задержки, дополнительный элемент И, сумматор, первый и второй регистры памяти, цифроаналоговый преобразователь и управляемый делитель напряжения, причем многопредельный суммирующий усилитель своими первым входом и первым выходом подключен между входной шиной и объединенными информационными входом преобразователя аналог - код и входом блока.определения периода соответственно, второй вход и второй выход суммирующего усилителя соединены с выходом и управляющим входом управляемого делителя напряжения соответственно, первый вход блока сравнения подключен к входной шине, второй вход - к общей щине, управляющий вход - к первому выходу блока определения период да, входу обнуления блока вычисления и первому входу дополнительного элемента И, а выход через дополнитель- ньй формирователь импульсов - к входу элемента задержки и второму входу дополнительного элемента И, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя аналог - код и управляющим входом первого регистра

5U41323

памяти, информационный вход которого аналог - код, а выход - с информаци- соединен с выходом второго регистра онным входом второго регистра памяти, памяти и входом цифроаналогового пре- управляющий вход которого соединен с образователя, а выход - с первым вхо- выходом элемента задержки, выход дом cjTMMaTopa, второй вход сумматора цифроаналогового преобразователя сое- соединен с выходом преобразователя динен с входом управляемого делителя

напряжения.