Шкальный индикатор напряжения Советский патент 1990 года по МПК G01R19/00 G01R13/00 

Изобретение относится к электро-

измерительной технике.

Цель изобретения - расширение обрасти применения устройства за счет обеспечения различных цветов свечения его шкалы.

На чертеие изображена функциональ- Йая схема устройства.

Устройство содержит амплитудно- ременной преобразователь (АВП) 1, генератор 2 импульсов, триггер 3 ин- фертор Ь, первый и второй резисторы $ и 6, запускающий свеюдиод 7, а в каждой из ячеек 8.1, 8.2, ..., 8.К индикаторного блока - последовательно включенные светодиод 9 связи и первый (ютотиристор 10, светодиоды 11 и 12 красного и зеленого свечения. Катоды фототиристоров 10 нечетных и четных ячеек.8.1, 8.3, .... 8.N-1 и 8.2, 8.J, ..., 8.N подключены соответстт венно к прямому и инверсному выходам триггера 3. Выход генератора 2 подключен к счетному входу 13 тригге- ра 3, анод светодиода 7, оптически связанного с фототиристором 10 первой ячейки 8.1, через резистор 5 подключен к источнику И питания. Светоди- од 9 каждой ячейки, кроме последней, оптически связан с фототмристором 10 последующей ячейки. Вход 15 устройства подключен к входу А8П 1. Кроме того, устройство содержит третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы 16-20, первый, второй и третий транзисторы 21-23, дифференцирующую цепь , одновибратор 25 и оптический преобразователь 26 и в каждой ячейке 8.1 - 8«N светодиод 27 желтого свечения, второй и третий светодиоды 28 и 29 связи, второй фототиристор 30 фототранзистор 31 и восьмой резистор 32, а в первой ячейке 8.1 - третий фототиристор 33. Вы- ход АВП Т подключен через резистор 1 к анодам еветодиодов 28 всех ячеек и к входу инвертора Ц, выход которог через резистор 17 подключен к анодам

светодиодов 29 всех ячеек. Аноды сае- тодиодов 9 всех ячеек подключены через резистор 6 к источнику И, катод светодиода 9 каждой ячейки подключен к аноду фототиристора 1C и к катодам светодиодов 28 и 29. Аноды светодиодов 11, 12 и 27 каждой ячейки подключены к катоду фототиристора 30, анод которого подключен к коллектору фото- транзистора 31, эмиттер которого подключен к общей шине. Анод фототиристора 30 каждой ячейки подключен через резистор 32 к источнику И. Эмиттеры транзисторов 21, 22 и 23 подключены к общей шине. Шины управления подключены соответственно через резисторы 18, 19 и 20 к базам транзисторов 21, 22 и 23, коллекторы которых подключены соответственно к катодам светодиодов 11, 12 и 27. Светодиоды 28 и 29 каждой ячейки оптически связаны соответственно с фототиристором 38 и фототранзистором 31. Вход цепи 2k подключен к источнику 1, выход - к входу одновибратора 25, выход которого подключен к катоду светодиода 7 и к входу 37 установки в О11 триггера 3. Светодиод 9 последней ячейки 8.и оптически связан с фототиристо- ром 33, включенным параллельно и согласно фототиристору 10 ячейки 6.1 и с входом преобразователя 26, выход которого подключен к управляющему входу 38 А1Ш 1.

Шкальный индикатор напряжения работает следующим образом.

В начальный момент времени на шину источника И подается напряжение питания, на входе t§ напряжение равно нулю, на шинах управления присутствуют логические О, транзисторы 21-23 заперты, а сеетодиоды 11, 12 и 27 красного, зеленого и желтого свечения не горят, Питание поступает через цепь 2 на вход одновибратора 25, на выходе которого формируется кратковременный нулевой импульс, возбуждающий запускающий светодиод 7

который подает оптический сигнал на фототиристор 10 ячейки 8,1, переходящий в проводящее состояние. Нулевой импульс с выхода одновибратора 25 поступает на вход 37 триггера 3 и

устанавливает его в нулевое состояние i

Для индикации результата измерения в одном цвете (например, красном) на шину 3 управления подается единичный потенциал, отпирающий транзистор 21. АВП 1 не включается, так как на его управляющем входе 38 присутствует логический О, На выходе АВП 1 присутствует логический О, на выходе ин- вертора k - логическая 1. Создаются две цепи протекания тока: от источника Ц питания через резистор 6, све тодиод 9 и фототиристор 10 ячейки 8.1 к прямому выходу триггера 3i с выхо- да инвертора через резистор 17, све тодиод 29 и фототиристор 10 ячейки 8.1 - к прямому выходу триггера 3. Светодиод 9 и светодиод 29 ячейки 8.1 излучают свет соответственно на фототиристор 10 ячейки 8.2, который не включается из-за присутствия на его катоде логической 1, и на фототранзистор 31 ячейки 8.1, что создает еще одну цепь протекания тока: от источника 14 питания через резистор 32 ячейки 8.1, фототранзистор 31 ячейки 8.1 к общей шине. Лототранзистор 31 шунтирует индикационные светодиоды 11 12 и 27.

С выхода генератора 2 на счетный вход 13 триггера 3 поступают тактовые импульсы. С приходом первого импульса триггер 3 меняет свое состояние на противоположное. На фототиристоре 10 ячейки 8.2 создается падение напряжения, и он включается за счет свечения светодиода 9 ячейки 8,1. Лототиристор 10 ячейки 8.1 запирается из-за выравнивания потенциалов на его электродах С приходом последующих импульсов описанные процессы повторяются, а при срабатывании последней ячейки 8.N светодиод 9 этой ячейки зажигается и падает свет на вход оптического преобразователя 26 и на фототиристор 33 ячейки 8,1, которая возбуждается. Оптический преобразователь 26 подает сигнал логической 1 на управляющий вход 38 АВП 1. АВП 1 включается, и на его выходе формируется временной интервал в виде длительности импульса, которая прямо пропорциональна амплитуде напряжения на входе 15. На выхо

25

0 0 35

о 5

0

0

5

де инвертора ч появляется логический О, а на анодах светодиодов 28 - высокий уровень положительного потенциала. Так как фототиристор 33 ячейки 8.1 включен, то светодиод 28 этой ячейки излучает свет на фототиристор 30, который переходит в проводящее состояние. Лототранэистор 31 ячейки 8.1 заперт из-за отсутствия на нем оптического сигнала со светодиода 29. Создается следующая цепь протекания тока: источник питания, резистор 32 ячейки 8.1, фототиристор 30, светодиод 11 красного свечения, транзистор 21, общая шина. Таким образом, на индикаторе светится красным цветом светодиод 11 ячейки 8.1.

С приходом следующего импульса на фототиристоре 10 ячейки 8.2 создается падение напряжения, и он включается за счет свечения светодиода 9 ячейки 8.1. Срабатывает светодиод 28 ячейки 8.2, а следовательно, и фототирис-- тор 30. Зажигается светодиод 11 красного свечения второй ячейки 8.2. &о- тотиристор 10 ячейки 8.1 переходит в обратно смещенное состояние из-за выравнивания потенциалов на его электродах. Таким образом, после N+1-го импульса будут гореть светодиоды 11 красного свечения первых двух ячеек 8.1, 8.2. С приходом последующих импульсов описанные выше процессы повторяются.

I

По окончании временного интервала

возбужденными будут столько светодиодов 11, сколько импульсов с выхода генератора 2 вложилось в длительность этого временного интервала. Срабатывание последующих ячеек будет происходить по светодиодам 29, а светодиоды 11 красного свечения данных ячеек уже не горят, так как шунтируются фототранзисторами 31. В момент срабатывания ячейки 8.N на управляющем входе 38 АВП 1 появляется логическая 1. На выходе ЧАВЛ 1 появляется очередной временной интервал, длительность которого может быть больше или меньше предыдущего. Если длительность больше, то количество возбужденных светодиодов 11 увеличивается на величину, соответствующую количеству импульсов, вложившихся в длительность, которая соответствует разности этих длительностей. Это происходит за счет того, что в этом промежутке времени

Срабатывание ячеек 8 идет по свето- Диодам 28.

Если длительность меньше, то количество возбужденных светодиодов 11 уменьшается на величину, соответствующую количеству импульсов, вложившихся в длительность, которая соответствует разности этих длительностей. Обнуление с этого момента про- Исходит за счет срабатывания ячеек (по светодиодам 29, которые подают рптические сигналы на фототранзисторы 31 и возбужденные светодиоды 11 И фототиристоры 30 шунтируются фототранзисторами 3U

Цвет свечения задается сигналами на шинах управления, возбужда- ющими светодиоды 11, 12 и 27 красного, зеленого и желтого свечения. Яркость каждого цвета определяется длительностью импульса на шинах управления. Комбинация длительностей дает возможность получать любой цвет свечения.

Формула изобретения

Шкальный индикатор напряжения, содержащий амплитудно-временной пре- бразователь, вход которого подключен к входу устройства, а выход - к входу инвертора, генератор импульсов, выход которого соединен со счет- ;ным входом триггера, вход установки в О триггера подключен к источнику питания через последовательно соединенные запускающий светодиод и пер- |вый резистор, индикаторный блок, состоящий из N ячеек, каждая из которых состоит из первого фототиристора, первого светодиода связи, све тодиода красного свечения и светодиода зеленого свечения, первый светодиод связи каждой ячейки, кроме последней, оптически связан с первым фототиристором последующей ячейки, запускающий светодиод оптически связан с первым фототиристором первой ячейки, катоды первых фототиристоров нечетных ячеек объединены, катоды первых фототиристоров четных ячеек объединены, анод первого фотоггирис- тора каждой ячейки подключен к катоду соответствующего первого светодиода связи, и второй резистор, о т- личающийс-я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены три транзистора, три шины управления, оптический

5

0

5

0

5

0

45

50

55

преобразователь, дифференцирующая цепь, одновибратор и пять резисторов, а в каждую из ячеек индикаторного блока введены светодиод желтого свечения, второй и третий светодиоды связи, второй фототиристор, фототранзистор и восьмой транзистор, причем в первую ячейку введен третий фототиристор, первые фототиристоры нечетных и четных ячеек соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, катоды второго и третьего светодиодов связи каждой ячейки подключены к аноду первого фототиристора, аноды первых светодиодов связи всех ячеек подключены к источнику питания через второй резистор, аноды вторых светодиодов связи всех ячеек подключены к выходу амплитудно-временного преобразователя через третий резистор, аноды третьих светодиодов связи всех ячеек подключены к выходу инвертора через четвертый резистор, катоды, светодиодов красного свечения всех ячеек соединены с коллектором первого транзистора, катоды светодиодов зеленого свечения всех ячеек соединены с коллектором второго транзистора, катоды светодиодов желтого свечения всех ячеек соединены с коллектором третьего транзистора, аноды светодиодов красного, зеленого и желтого свечения каждой ячейки объединены и подключены к катоду второго фототиристора, анод которого через соответствующий восьмой резистор подключен к источнику питания, коллектор фототранзистора каждой ячейки подключен к аноду второго фототиристора, а эмиттер - к общей шине, второй и третий светодиоды связи каждой ячейки оптически связаны с вторым фототиристором и фототранзистором соответственно, анод и катод третьего фототиристора подключены к аноду и катоду первого фототиристора первой ячейки, первый светодиод связи последней ячейки оптически связан с третьим фототиристором и через оптический преобразователь с управля- ющим входом амплитудно-временного преобразователя, вход дифференцирующей цепи подключен к источнику питания, а выход - к входу установки в | О триггера через одновибратор, пер- v вая, вторая и третья шины управления соединены с базами первого, второго

91552105Ю

и третьего транзисторов соответствен- зисторы, эмиттеры транзисторов под- но через пятый, шестой и седьмой ре- ключены к обцей иине.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Устройство содержит амплитудно-временной преобразователь 1, генератор 2 импульсов, триггер 3, инвертор 4, запускающий светодиод 7, источник 14 питания и индикаторный блок, стостоящий из N ячеек 8₁ - 8_N, каждая из которых содержит светодиод 9 связи, фототиристор 10, светодиоды 11 и 12 красного и зеленого свечения. Введение транзисторов 21 - 23, шин 34 - 36 управления, резисторов 16 - 20, оптического преобразователя 26, дифференцирующей цепи 24, одновибратора 25, в каждую из ячеек 8₁ - 8_N - светодиодов 28, 29 связи, фототиристора 30, фототранзистора 31, светодиода 27 желтого свечения, резистора 32, а в ячейку 8₁ - фототиристора 33 обеспечивает задание различных цветов свечения шкалы устройства. 1 ил.