Шкальный индикатор напряжения Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения - повьш1вние информативности и надежности устройст- ва, I

На чертеже представлена функциональная схема шкального индикатора напряжения.

Устройство содержит амплитудно- временной преобразователь 1 (АВП), вход которого подключен к входной шине 2, светоизлучающую шкалу 3, состоящую из N последовательно оптически связанных ячеек 4,,.4,..., 4, триггер 5, первый и второй элементы И-НЕ 6 и 7, первый и второй ограничительные резисторы 8 и 9, Вход 1Q установки в единицу триггера 5 подключен к выходу преобразователя 1, счетный вход 11 - к выходу генератора 12 импульсов, прямой выход - к первому входу элемента И-НЕ 6, инверсный выход - к первому входу элемента И-НЕ 7, вторые входы элементов И-НЕ 6 и 7 соединены с выходом преобразователя 1 и катодом запуска.юще- го светодиода 13, анод которого подключен через резистор 8 к источнику 14 питания. Каждая из ячеек 4,.,.,, 4 включает в себя первый фототиристор 15, последовательно согласно соединенные второй фототиристор 16 и первый и второй светодиоды связи 17 и 18. Запускающий светодиод 13 оптически связан с фототиристором 6 первой ячейки 4, фототиристоры 16 каждой последующей ячейки оптически связаны с первыми светодиодами 17 каждой предыдущей ячейки. Кроме того, устройст во содержит элемент НЕ 19, третий, четвертый, пятый и шестой ограничительные резисторы 20-23 и в каждой ячейке 4,,,,.4ц - третий и четвертый фототиристоры 24 и 25, третий и чет- вертьй светодиоды связи 26 и 27,первый индикационный светодиод 28 красного свечения и второй индикационный светодиод 29 зеленого свечения,Оптические выходы светодиодов 28 и 29 . каждой ячейки объединены между собой а их объединенные аноды подключены к источнику 14 питания. Катоды светодиодов 28 каждой ячейки 4,,.,. ,,.,4f( соединены с анодами фототиристоров 15 и светодиодов 26, катоды которых подключены к анодам фототиристоров 24, катоды которых подключены к анодам светодиодов 27. Катоды

Q

0

5

светодиодов 29 каждой ячейки 4,,... ...,4у подключены к анодам фототиристоров 25. Катоды фототиристоров 16 каждой нечетной ячейки 4,, 4,,..,, ...,4., и светодиодов 27 каждой четной ячейки 4, 44,,.,,4fj подключены через резистор 20 к выходу элемента И-НЕ 6, Катоды фототиристоров 16 каждой четной ячейки 4, 44,..,,4ц( -и светодиодов 27 каждой нечетной ячейки 4,, 4,,.,,,4к-, подключены через резистор 21 к выходу элемента И-НЕ 7. Катоды фототиристоров 15 каждой ячейки 4,,,..,4ц( подключены через резистор 22 к выходу преобразователя Г, Катоды фототиристоров 25 каждой ячейки 4,,...,4ц подключены через резистор 23 к выходу элемента НЕ 19,вход которого подключен к выходу преобразователя 1. Аноды светодиодов 17 каждой ячейки 44,.,.,4, через резистор 9 подключены к источнику 14 питания. Светодиод 18 каждой последующей ячейки оптически связан с фототиристором 24 каждой предьщущей ячейки, светодиод 26 каждой последующей ячейки оптически связан с фототиристором 25 каждой предыдущей ячейки, а фототиристор 15 каждой ячейки оптически связан со светодиодом 27 этой же ячейки.

Шкальный индикатор напряжения функционирует следующим образом.

В начальный момент времени триггер 5 находится в единичном состоянии за счет того, что с выхода АВП 1 на установочный вход 10 триггера 5 подается уровень логического О потенциала. Логический О с выхода АВП 1 подается также на катод запускающего светодиода 13 и на вторые входы элементов И-НЕ 6 и 7, в результате чего на выходах элементов И-НЕ 6 и 7 присутствуют логические 1, которые через ограничительные резисторы 20,21 поддерживают фототиристоры 16,24 ячеек 4,,,..,4ц светоизлучающей шкалы 3 в обратно смещенном состоянии. Фототиристоры 15 и 25 также находятся в непроводящем состоянии, так как светодиоды 27 и 17 ячеек 4,...,4N не излучают света.

Таким образом, в начальном состоянии ячейки 4,,..,,4,j светоизлучающей шкалы 3 не возбутздены, а запускающий светодиод 13 излучает свет на фототиристор 16 первой ячейки 4 . .

14 На вход шкального индикатора поступает напряжение, АВП 1 преобразует амплитуду напряжения вв временной интервал, представляемый в виде длительности присутствия логической 1 на его выходе подаваемый на установочный вход 10 триггера 8, на катод светодиода 13, резистор 22 на катоды фототиристоров 15, а также на вход элемента НЕ 19, с выхода которого сигнал логического через резистор 23 подается на катоды фототиристоров 25, Светодиод 13 гаснет фототиристор 16 первой ячейки 4 переходит в проводящее состояние, светодио ды 17 и 18 этой ячейки излучают свет за счет того, что на выходе элемента И-НЕ 6 присутствует логический О на катодах фототиристоров 16 всех нечетных ячеек 4, 45,...,4ц, и на катодах светодиодов 27 всех четных ячеек 4, .

С приходом первого импульса с выхода генератора 12.на счетный вход 11 триггер 5 перекидывается в нулевое состояние, что приводит к появлению логического О на выходе элемента И-НЕ 7, на выходе элемента И-НЕ 6 появляется логическая 1. Фототиристор 16 второй ячейки 4 переходит в проводящее состояние, так как на него подается оптический сигнал от светодиода 17 первой ячейки 4, а фототиристор 16 первой ячейки 4 переходит в обратно смещенное состояние, т.е. светодиоды 17, 18 второй ячейки 4 начинают излучать свет, а первой ячейки 4, гаснут. Светодиод 18 второй ячейки 4, излучает свет иа фототиристор 24 первой ячейки, в результате чего он переходит в проводящее состояние, т.е. в двухцветном индикационном светодиоде первой ячейки 4д, образованном светодиодами 28 и 29, светится светодиод 28 с красиым цветом свечения. Излучают свет и светодиоды 26 и 27, так как через них и резистор 21 от источника 14 питания к выходу элемента И-НЕ 7 протекает ток.

С приходом второго импульса на вход 1 Г в проводящее состояние переходит фототиристор 16 третьей ячейки 4j, после чего в проводящее состояние переходит фототиристор 24 второй ячейки 4,j, и светодиод 28 с красным цветом свечения этой ячейки излучает свет. Затем в проводящее состояние

1608

переходит фототиристор 25 первой ячейки 4,, так как светодиод 26 второй ячейки 42 подает на него опти- ческий сигнал, а на его катоде присутствует логический О. В двухцветном индикационном светодиоде первой ячейки 4, будет светиться светодиод 29 с зеленым цветом свечения,

10 так как через него фототиристор 25, и резистор 23 ох источника 14 питания к выходу элемента НЕ 19 протекает ток. Светодиод 28 с красным цветом свечения ячейки 4, гаснет.

15 На временные параметры индикатора накладываются следующие ограничения

.,,

где Т - период следования импульсов генератора 12; t-i, - наименьшая длительность временного интервала на 25выходе АВП 1;

ср.макс максимальное время переключения одного фототиристора.

С приходом третьего импульса, в проводящее состояние переходит фототиристор 16 четвертой ячейки 4., излучает свет светодиод 28 третьей ячейки 4 с красным цветом свечения и светодиоды 29 первой и второй ячеек 4,, 4 с зеленым цветом све- 5 чения.

Если до прихода четвертого импульса на вход 11 на выходе АВП 1 появляется логический О, то в возбужденном состоянии находится светодиод 28 третьей ячейки 4 с красным цветом свечения, так как светодиод 27 ячейки 4 излучает свет на фототиристор 15 .по приходу логического О на катод этого фототиристора, которьй переходит в проводящее состояние, т.е. ток протекает через светодиод 28, фототиристор 15, резистор 22 от источника 14 питания к выходу АВП 1. 0

5

Таким образом, по окончании временного интервала на выходе АВП 1 происходит запоминание индицируемой информации в виде красного светово- 5 го пятна.

При появлении нового временного интервала на выходе АВП 1 все ячейки 4,,..., 4 f светоизлучающей шкалы 3 гасятся, запускамр ий светоди

5

пд 13 возбуждается, после чего с приходом импульсов на счетный вход I1 триггера 5 описанные процессы поторяются.

На пжале 3 наблюдается увеличиващаяся полоса с зеленым цветом свечения, фронт которой ограничивается световым пятном с красным цветом свчения, скорость перемещения которог а следовательно, и точность измерения входного напряжения зависят от периода следования импульсов с выхода генератора 12.

Индикационные светодиоды 28 и 29 конструктивно могут быть выполнены в одном корпусе и представляют в совокупности один светодиод с двумя цветами свечения (красным и зеленым

Таким образом, фотображаемый сигнал напряжения представляется нарастанием полоски зеленого свечения, движущимся фронтом которой является красное световое пятно, а запоминание результата измерения представляется в виде одного светового пятна с красным свечением, т.е. отображение режима измерения сигнала отличается от режима его запоминания различными цветами свечения и формами представления, что расширяет информационные возможности индикатора

Кроме того, в индикаторе исключена возможность необнуления ячеек шклы в момент поступления нового временного интервала с выхода амплитудно-временного преобразования в том слзл1ае, когда в режиме памяти находилась счетная ячейка, яа счет развязки по оптическим входам всех фототиристоров ячеек шкалы, что повышает надежность индикатора.

Формула изобретени

Шкальный индикатор напряжения, содержащий амплитудно-временной преобразователь, вход которого подключен к входной шине индикатора, выход-. к входу установки в 1 триггера, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, прямой выход - к первому входу первого элемента И-НЕ, инверсный выход К первому входу второго элемента И-НЕ, вторые входы элементов И-НЕ соединены с выходом амплитудно-временного преобразователя и катодом запускающего светодиода, анод кото8

.6

рого подключен через первый ограничительный резистор к источнику питания, первый вывод второго ограничи

тельного резистора подключен к источнику питания, светоизлучающую шкалу, каждая из N ячеек которой включает в себя первый фототиристор, первый индикационный светодиод и последовательно и согласно соединенные второй фототиристор и первый и второй светодиоды связи, запускающий светодиод оптически связан с вторым фототиристором первой ячейки, вторые

фототиристоры каждой посл:едук)щей ячейки оптически связаны с первыми светодиодами связи каждой-предыдущей ячейки, отличающийся тем, что, с целью повьшеи:ия информативности и надежности индикатора, в него введены элемент НЕ, четыре дополнительных ограничительных резистора, в каждую ячейку светоизлучаю- щей щкалы включены третий и четвертый прототиристоры, третий и четвертый светодиоды связи и второй индикационный светодиод, причем оптические выходы первого и второго игадика- ционных светодиодов каждой ячейки объединены между собой, а их объединенные аноды подключены к источнику питанияi катоды первых индикационных светодиодов каждой ячейки: соединены с анодами первых фототиристоров и третьих светодиодов,связи, катоды которых подключены к анодам третьих фототиристоров, катоды которых подключены к анодам четвертых светодиодов связи, катоды вторых индикационных светодиодов каждой ячейки подключены к анодам четвертых фототиристоров, катоды вторых фототиристоров каждой нечетной ячейки и четвертых светодиодов связи каждой четной

ячейки подключены через третий ограничительный резистор к выходу первого элемента И-НЕ, катоды вторых фототиристоров каждой четной ячейки и четвертых светодиодов связи каждой

нечетной ячейки подключены через четвертый ограничительный резистор к выходу второго элемента И-НЕ, катоды первых фототиристоров каждой ячейки подключены через пятый ограничительный резистор к выходу амплитудно-временного преобразователя, катоды четвертых фототириеторов каждой ячейки подключены через шестой ограничительный резистор к выходу

7I 4516088

элемента HE, вход которого подклю-тором каждой предыдущей ячейки, тре- чен к выходу амплитудно-временноготий светодиод связи каждой последуго- преобразователя, аноды первых свето-щей ячейки оптически связан с четвер- диодов связи каждой ячейки соединенытым фототиристором каждой предьщу- с вторым выводом второго ограничи-щей ячейки, первый фототиристор каж- тельного резистора, второй светодиоддои ячейки, оптически свяяан с чет- связи каждой последующей ячейки оп-вертым светодиодом этой же ячейки, тически связан с третьим фототирис

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повьжение информативности и надежности устройства. Индикатор содержит амплитудно-временной преобразователь 1, светоизлучаюп уто шкалу 3, каждая из N последовательно оптически связанных ячеек 4 , 4, ..., 4N которой состоит из фототиристоров 15 и 16, светодиодов 17 и 18 связи и индикационного светодиода 28 красного свечения, триггер 5, элементы И-НЕ 6 и 7, генератор 12 импульсов, запускаюпшй светодиод 13. Введение в каждую ячейку 4,, 4, ..., 4N фототиристоров 24, 25, светодиодов 26 и 27 связи и индикационного светодиода 29 зеленого свечения, а также введение в устройство элемента НЕ 19, новых электрических и оптических связей обеспечивает отображение входного сигнала нарастающей световой полоской зеленого цвета, движущимся фронтом которой является красная метка, и зaпo инaниe результата измерения в виде положения красной светящейся метки. Кроме того, в устройстве исключена возможность необнуления шкалы 3 при поступлении нового временного интервала с выхода преобразователя I. 1 ил. с с : fe КЯК;: