Устройство для измерения отношения двух напряжений Советский патент 1990 года по МПК G01R19/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 входы, источник 3 опорного напряжения, первый 4 и второй 5 счетчики импульсов, цифровой компаратор 6,первый 7 и второй 8 ключи, первый 9 и второй 10 управляемые делители частоты следования импульсов, цифроана- логовый преобразователь (ЦАП) 11, триггер 12, генератор 13 импульсов, первый - четвертый элементы 14-17 задержки, первый - третий регистры 18-20, первый - третий аналого-цифровые преобразователи АЦП 21-23, вход 24 Пуск и выход 25 устройства. Блоки 4,9,18 и 21, образуют первый источник 26 линейно изменяющегося сигнала, а блоки 5,10,11, 19 и 22 - второй источник 27 линейно изменяющегося сигнала. Вход 1 большего измеряемого напряжения U6)f подключен к входу АЦП 21, выход которого через регистр 18 подключен к входу предварительной установки счетчика 4, выход которого подключен к первому входу компаратора 6, второй вход которого подключен к выходу регистра 20. Вход регистра 20 подключен к выходам АЦП 23, вход которого подключен к входу 2 меньшего измеряемого напряжения UBx (U цх Ъ вх ). Выход

СЛ -J

СЛ

to

СЛ

источника 3 подключен к входу АЦП 22 |выход которого через регистр 19 подключен к входу предварительной установки счетчика 5, выход которого через последовательно соединенные ЦЛП 11 и ключ 7 подключен к выходу 25 устройства. Выход генератора 13 чере ключ 8 подключен к входам делителей 9 и 10 частоты, выход первого из которых подключен к счетному входу учетчика 4 непосредственно и к стро- бирующему входу компаратора 6 через элемент 14, а выход второго - к счетному входу счетчика 5 непосред- ственно.

Управляющий вход делителя 9 подключен к выходу регистра 18, а управляющие входы делителя 10 - к выходу регистра 19. Вход 24 Пуск подключен к входам сброса счетчиков 4 и 5 непосредственно, к управляющим входам через элемент 15 и к входу запуска генератора 13 через элемент 17. Выход элемента 15 подключен к входу сброса триггера 12 через элемент 16, вход установки триггера 12 подключен к выходу компаратора 6. Инверсный выход триггера 12 подключен к управляющему входу ключа 8, а его прямой выход - к управляющее у входу ключа 7. Вход первого источник 26 линейно изменяющегося сигнала образует вход АЦП 21, тактовый вход вход делителя 9, управляющий вход - управляющий вход счетчика 4, вход сброса - вход сброса счетчика 4, выход - выход счетчика 4, стробирую- йдай выход - выход делителя 9. Вход второго источника 27 линейно изменя- ющегося сигнала образует вход АЦП 22, тактовый вход - вход делителя 10 управляющий вход - управляющий вход счетчика 5, вход сброса - вход сброса счетчика 5, выход - выход ЦАП 11. Устройство работает следующим обр зом.

В исходном состоянии счетчики 4 и 5 установлены в нулю, ключи 7 и 8 разомкнуты. В регистр 18 после преобразования АЦП 21 напряжения с входа 1 введено значение Ujx,, в регистр 20 после преобразования АЦП 23 напряжения с входа 2 введено значение Uex в регистр 19 после преобразования АЦП 22 напряжения с выхода источника 3 - значение U0l. На выходе 25 устройства сигнал равен нулю.

« Q ,0

При поступлении на вход 24 Пуск импульса чапуска устройства подтверждается нулевое состояние счетчиков 4 и 5 ИМПУЛЬСОВ, а чеоеч промежуток времени определяемый элементом 15 задержки, содержимое регистра 18 вводится в счетчик 4, а содержимое регистра 19 - в счетчик 5, через промежуток времени С.,, определяемый элементом 17 задержки, генератор 13 импульсов начинает формировать на выходе последовательность тактовых импульсов, триггер 12 устанавливается в нуль через промежуток времени С , определяемый элементом 16 задержки (Cj). При установлении триггера 12 в нуль ключ 8 замыкается и на входы делителей 9 и 10 поступают импуль- сь. с выхода генератора 13 импульсов. На счетные входы счетчиков 4 и 5 поступают импульсы, частоты следования которых пропорциональны величинам UВх и Ъ01 соответственно. При поступлении каждого очередного импульса на вход счетчика 4 тот же импульс, задержанный элементом 14 задержки, поступает на вход компаратора 6. При поступлении импульсов на счетный вход (вычитающий вход) счетчика 4 содержимое счетчика уменьшается. При равенстве содержимого счетчика 4 и регистра 19 на выходе компаратора 6 появляется импульс, поступающий на вход установки триггера 12. При этом единичный потенциал поступает на вход ключа 7, ключ 7 замыкается, а ключ 8 размыкается. Импульсы с выхода генератора 13 импульсов при замкнутом ключе 8 через делитель 10 частоты следования импульсов поступают также на счетный вход счетчика 5, уменьшая его содержимое. При замыкании ключа 7 содержимое счетчика Ь после преобразования в аналоговую форму с помощью ЦАП 11 поступает на выход 25, где фиксируется напряжение, пропорциональное отношению меньшего измер яемого напря-1 жения к большему. Так как одновременно с замыканием ключа 7 происходит размыкание ключа 8, то импульсы с выхода генератора 13 не поступают на входы делителей 9 и 10, а значит, содержимое счетчиков 4 и 5 не изменяется. При поступлении импульса на вход 24 Пуск происходит сброс счетчиков в нуль и установка через 1 содержимого счетчиков 4 и 5 равным соответственно U вч и U01 через вре- ,

мя 23 2, триггер 12 устанавливается в нуль, а на выходе генератора 13 через время Э7 1,начинает формиро ваться последовательность тактовых импульсов.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее первый источник линейно изменяющегося сигнала, вход которого подключен к первому входу устройства, а выход - к первому входу компаратор второй источник линейно изменяющегося сигнала, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к выходу устройства через первый ключ, второй вход устройства соединен с вторым входом компаратора, и вход Пуск устройства отличающееся тем, что, с целью повышения точности, первый источник линейно изменяющегося сигнала выполнен на первом аналого- цифровом преобразователе (АЦП), первом регистре, первом счетчике импульсов и первом- управляемом делителе частоты, второй источник линейно изменяющегося сигнала выполнен на втором АЦП, втором регистре втором счетчике импульсов, втором управляемом делителе частоты и циф- роаналоговом преобразователе (ЦАП), а компаратор выполнен цифровым, причем в устройство введены третий АЦП, третий регистр, генератор импульсов второй ключ, триггер и четыре элемента задержки, вход первого АЦП соединен с входом первого источника линейно изменяющегося сигнала, а выход - с входом предварительной установки первого счетчика импульсов и управлящим входом первого управляемого делителя частоты, выход которого соедине со счетным входом первого счетчика импульсов и стробирующим выходом первого источника линейно изменяющегося сигнала, а вход - с тактовым

0

5

0

5

0

5

0

5

0

«

входом первого источника линейно изменяющегося сигнала, выход, управляю-1 щий вход и вход сброса первого счет- - чика импульсов подключены соответственно к выходу, управляющему входу и входу сброса первого источника линейно изменяющегося напряжения, вход второго АЦП соединен с входом второго источника линейно изменяющегося сигнала, а выход - с входом предварительной установки второго счетчика импульсов и управляющим входом второго управляемого делителя частоты, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов, а вход - к тактовому входу второго источника линейно изменяющегося сигнала, выход счетчика импульсов соединен с входом ЦАП, выход ЦАП, управляющий вход и вход сброса второго счетчика импульсов подключены соответственно к выходу, управляющему входу и входу сброса второго источника линейно изменяющегося сигнала, последовательно соединенные третий АЦП и третий регистр включены в разрыв связи второго входа устройства и второго входа компаратора, стробирующий вход которого подключен к стробирующему первого источника линейно изменяющегося сигнала через первый элемент задержки, а выход - к входу установки триггера,.вход Пуск устройства соединен с входами сброса первого и второго упомянутых источников непосредственно, с управляющими входами этих источников через второй элемент задержки, а с входом запуска генератора импульсов - через четвертый элемент задержки, выход генератора импульсов соединен с тактовыми входами упомянутых источников через второй ключ, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом триггера, прямой выход триггера соединен с управляющим входом первого ключа, а вход сброса - с выходом второго элемента задержки через третий элемент задержки.

7

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит источники 26 и 27 линейно изменяющегося сигнала, источник 3 опорного напряжения, компаратор 6, ключ 7. Выполнение источника 26 на аналого-цифровом преобразователе (АЦП) 21, регистре 18, счетчике 4 импульсов и управляемом делителе 9 частоты, выполнение источника 27 на АЦП 22, регистре 19, счетчике 5 импульсов, управляемом делителе 10 частоты, цифроаналоговом преобразователе 11, выполнение компаратора 6 цифровым, а также введение в устройство АЦП 23, регистра 20, генератора 13 импульсов, ключа 8, триггера 12 и элементов 14-17 задержки обеспечили достижение поставленной цели в результате реализации устройства на цифровой элементной базе. 1 ил.

25