Шкальный индикатор напряжения Советский патент 1991 года по МПК G01R13/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже показана блок-схема шкального индикатора.

Устройство .содержит светоизлу- чающую шкалу 15 N ячеек 2.1-2.N, светодиоды 3, фототиристоры 4, индикационные светодиоды 5 и 6, запускающий светодиод 7, ограничительный резистор 89 источник 9 питания, счетный триггер 10, преобразователь 11 напряжения в длительность импульсов, задатчик 12 временных интервалов (ЗВИ), генератор 13 импульсов, второй и третий ограничительные резисторы 14 и 15, элементы И 16.1- 16.N, вспомогательные выходы 17.1- 17.N индикатора, N-разрядный регистр 18 уставок, дополнительные ограничительные резисторы 19, информационный вход 20, управляющие входы 21 и 22, синхровход 23, аналоговый вход 24 индикатора. Причем све- тоизлучающая шкала 1 состоит из N последовательно оптически соединенных ячеек 2.2-2.N, каждая из которых включает в себя последовательно и согласно включенные светодиод 3 связи и фототиристор 4, а также два индикационных светодиода 5 и 6, причем фототиристоры 4 каждой последующей ячейки 2 оптически соединены со светодиодамн 3 связи предыдущей ; ячейки 2,а фототиристор 4 первой ячейки 2.1 оптически соединен с запускающим светодиодом 7, анод которого через (.первый ограничительный резистор 8 соединен с источником 9 питания, а катод - с R-входом счетного триггера 10, управляющим входом преобразователя 11 напряжения в дли0

5

0

5

0

5

0

5

тельность импульсов и выходом ЗВИ 12, вход которого соединен с выходом генератора 13 импульсов и счетным входом счетного триггера 10, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с катодами фототиристоров 4 нечетных и четных ячеек 2.1-2.N и 2.2, 2.4-2.N светоизлу- чающей шкалы 1, аноды светодиодов 3 связи которой соединены с источником 9 питания через второй ограничительный резистор 14, аноды фото- тиристоров 4 ячеек 2 светоизлучаю- щей шкалы 1 соединены с катодами первых индикационных светодиодов 5, а через согласно включенные вторые индикационные светодиоды 6 и третий ограничительный резистор 15 - с ос- новным выходом преобразователя 11 напряжения в длительность импульсов, N элементов И 16.1-16.N, выходы которых образуют N вспомогательных выходов 17.1-17.N индикатора, N-разрядный регистр 18 уставок, выходы которого соединены с первыми входами элементов И 16 и через дополнительные ограничительные резисторы 19 соединены с анодами первых индикационных светодиодов 5 в каждой ячейке 2 светоизлучающей шкалы 1, в которой оптические выходы вторых индикационных светсдиодов 6 связаны с вторыми входами соответствующих элементов И 16, информационные входы регистра 18 уставок соединены с информационными входами 20 индикатора, первый и второй управляющие входы - с первым и вторым управляющими входами 21 и 22 индикатора, вход синхронизации - с синхровходом 23 устройства, вход преобразователя 11 напряжения в длительность импульсов соединен с аналоговым входом 24 индикатора.

51

Шкальный индикатор напряжения ратает следующим образом.

В исходном состоянии, при включении источника 9 питания, светоизлуч щая шкала 1 обнулена, так как запускающий светодиод 7 закрыт высоким уровнем потенциала с выхода ЗВИ 12, генератор 13 импульсов функционируе воздействует на вход ЗВИ 12 и переключает счетный триггер 10.

Код (высокий уровень потенциала соответствующих выходах регистра 18 уставок) записан в регистр 18 и сооветствует уставкам, которые необход мо отобразить на шкале 1.

На вход 24 индикатора подано напряжение. Преобразователь 11 напряжения в длительность импульсов преобразует амплитуду данного сигнала во временной интервал, представляемый в виде длительности присутствия высокого уровня потенциала на его выходе только лишь по приходу первого отрицательного импульса (низкого уровня потенциала) с выхода ЗВИ 12, который устанавливает триггер 10 в нулевое состояние, возбуждает светодиод 7 и включает фототиристор 4 первой ячейки 2.1, а также свето- диод 3 в этой же ячейке 2.1. Начинает функционировать преобразователь 11 напряжения в длительность импульсов, с выхода которого высокий уровень потенциала поступает на аноды вторых индикационных светодиодов 6 через резистор 15. Второй индикационный светодиод 6 первой ячейки 2.1 горит, так как ее фототиристор 4 включен. Свет от второго индикационного светодиода 6 первой ячейки 2.1 поступает на второй вход первого элемента И 16.1.

Первый импульс генератора 13 после импульса низкого уровня потенциала ЗВИ 12 переключает триггер 10, что приводит к включению фототиристора 4 второй ячейки 2.2, так как он был подготовлен оптическим сигналом светодиода 3 первой ячейки 2.1 и на его электродах появилась разность потенциалов, и выключению фототиристора 4 первой ячейки 2.1 за счет выравнивания потенциалов на его электродах. Второй импульс генератора 13 возбуждает фототиристор 4 и связан- ньш с ним светодиод 3 третьей ячейки 2.3 и гасит их во второй 2.2 и т.д.

0

r

0

Таким образом, с каждым импульсом генератора 13 последовательно возбуждаются ячейки 2.1-2.N светоиз- лучающей шкалы 1 с гашением ячейки 2.N, на выходе ЗВИ 12 появляется импульс низкого уровня потенциала, воздействующий на триггер 10, запускающий светодиод 7 и управляющий вход преобразователя 11 напряжения в длительность импульсов, и начинается следующий цикл индикации.

Одновременно с этим происходит возбуждение первых индикационных светодиодов 5, соответствующих выходам регистра 18 уставок с высоким уровнем потенциалов, а также возбуждение второго индикационного светодиода 6.

Итак, на светоизлучающей шкале индицируются уставки, начиная с

20

0

первой ячейки 2.1 до 2.N, в виде светящихся точек (например, красного пвета), расстояние от начала от- 5 счета каждой из них пропорционально величинам каждого из напряжений уставок, а также светящейся точки (например, зеленого цвета), расстояние от которой до начала отсчета пропорционально входному аналоговому сигналу, причем при совпадении значения входного сигнала с одной из уставок происходит одновременно включение обоих индикационных светодиодов, что вызывает изменение цвета соответствующей светящейся точки.

Кроме того, на светоизлучающей шкале 1 будут видны уставки, которые превышены входным сигналом (одновременное свечение индикационных светодиодов 5 и 6).

Путем задания кода на информационных входах 20 индикатора в виде

5 шторки высоких потенциалов на индикаторе отображается также уставка с ее превышением входного сигнала, наблюдающаяся в виде отдельной светящейся полоски.

0 Запись кода в регистр 18 может осуществляться как последовательно, так и параллельно, по соответствующим первому и второму управляющим входам 21 и 22. С помощью входа 23

5 достигается синхронизированная запись кода.

Элементы И 16.1-16.N служат для формирования сигналов превышения уставки. При превышении какой-либо

5

0

7

уставки срабатывает соответствующий ей элемент И 16, так как на его электрическом входе присутствует сигнал высокого уровня с выхода регистра 18 уставок, на оптический вход поступает сигнал со светодиода 6 и на выходе появляется импульс с длительностью периода импульсов генратора 13. .

Частота запуска преобразователя 11 напряжения в длительность импульсов задается с помощью ЗВИ 12, в качестве которого может быть использован делитель частоты с переменным коэффициентом деления, формирующий из импульсов генератора 13 последовательность отрицательных импульсов длительность которых равна максималному времени включения триггера 10 светодиода 7 и должна быть достаточной для подготовки фототиристора 4.

Формула изобретения

Шкальный индикатор напряжения,со- с 25 держащий светоизлучающую шкалу,состоя- щуюиз N последовательно оптически соединенных ячеек, каждая из которых включает в себя последовательно и согласно включенные светодиод связи и фототи- 30 ристор, а также два светодиода, причем фототиристоры каждой последующей ячейки оптически соединены со све- . тодиодами связи предыдущей ячейки, а

фототиристор первой ячейки оптически соединен с запускающим светодиодом, анод которого через первый ограничительный резистор соединен с источником питания, а катод с R -входом , счетного триггера, к управляющему входу преобразователя напряжения в длительность импульсов и выходу за- датчика временных интервалов, вход которого соединен с выходом генера8

0

5 0 .

5

0

тора импульсов и со счетным входом счетного триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с катодами фототиристоров нечетных и четных ячеек свето- излучающей шкалы, аноды светодиодов связи которой соединены с источником питания через второй ограничительный резистор, аноды1 фототиристоров ячеек светоизлучающей шкалы соединены с катодами первых индикационных светодиодов, а через согласно включенные вторые индикационные све- тодиоды и третий ограничительный резистор к основному выходу преобразователя напряжения в длительность импульсов, N элементов И, выходы которых соединены с N вспомогательными выходами индикатора , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит N дополнительных ограничительных резисторов и N-разрядный регистр уставок, выходы которого соединены с первыми входами элементов И, и через дополнительные ограничительные резисторы - с анодами первых индикационных светодиодов в каждой ячейке светоизлучающей шкалы, оптические выходы вторых индикационных светодиодов соединены с вторыми входами соответствующих элементов И, информационные входы регистра уставок соединены с информационными входами индикатора, первый и второй управляющие входы - к первому и второму управляющим входам индикатора, а вход синхронизации - к синхровходу устройства, вход преобразователя напряжения в длительность импульсов соединен с аналоговым входом индикатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, которая достигается введением N дополнительных ограничивающих резисторов 19 и N-разряд- ного регистра уставок 18. Преобразователь 11 напряжения в длительность импульсов генерирует импульсы, частоты которых определяются за- датчиком 12 временных интервалов. Ячейки 2 шкалы 1 представляют напряжение уставки в виде светящихся то-