Устройство для измерения пикового значения напряжения Советский патент 1991 года по МПК G01R19/04 

Фие.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматизированного измерения амплитуды избыточного напряжения на концах первичной обмотки катушки зажигания двигателей внутреннего сгорания в момент выключения первичного тока при контроле и регулировке транзисторных коммутаторов.

Цель изобретения - повышение быстродействия измерения на высоких частотах.

На фиг. 1 представленд функциональная схема устройства , на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит вход 1, формирователь 2 импульсов, компаратор 3, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 4 код - аналог . Установочные входы первого регистра 5 памяти и триггера 6 соединены с установочным входом 7. Счетный вход счетчика 8 импульсов соединен с выходом компаратора 3, выходы второго регистра 9 памяти соединены с входами блока 10 индикации, выход . элемента 11 сравнения кодовых комбинаций подключен к второму входу элемента И 12. Вход 1 через согласующий блок 13 подключен к первому входу компаратора 3 и входу формирователя 2, выход которого соединен со счетным входом триггера 6, инверсный выход которого соединен с управляющим входом регистра 5 памяти, а прямой вход - с первым входом элемента И 12, выход которого соединен с управляющим входом регистра 9. Разрядные входы регист- ра 9 соединены с вторыми входами элемента 11 и выходами регистра 5, разрядные входы которого соединены с первыми входами элемента 11, входами преобразователя 4 и выходами счетчика 8. Установленные входы счетчика 8 и регистра 9 соединены с установочным входом 7.

Диаграммы работы устройства (фиг.2) соответствуют следующим сигналам: Ux - измеряемое напряжение на выходе блока 13 согласования, при Этом на входе 1 это напряжение больше в п раз, гдеп- коэффициент деления делителя блока 13j U - импульсное напряжение на выходе компаратора 3 , U - напряжение на выходе преобразователя 4, U - импульсы на прямом выходе триггера 6, U4

импульсы на инверсном выходе триггера 6 , U - импульсы на выходе элемента ,11$ U g - импульсы на выходе элемента И 12.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент работы устройства на вход 7 подается сигнал сброса в О всех элементов памяти: счетчика 8, регистров 5 и 9 и триггера 6. Затем на вход 1 подается измеряемое напряжение . Блок 13 выполняет функции согласования уровней вход5 ного сигнала (он может быть очень большим и в примере для пикового напряжения катушки зажигания достигает ЗОСК500 В) и сигнала, действующего на компенсирующем входе компа0 ратора 3. Это устройство может представлять собой обычный резистивный делитель. Для обеспечения надежности работы триггера 6 устройство содержит формирователь 2 импульсов,

5 который формирует крутой срез импульсов, поступающего с выхода блока 13. Для обеспечения стартового начала измерения блок 13 может иметь в своем составе элемент памя-

0 ти - триггер и аналоговый ключ. Такая цепь позволит фиксировать четкое начало измерения и, при необходимости, четкое окончание.

Измеряемое переменное напряжение

с Ux начинает поступать с выхода блока 13 на вход компаратора 3. Фронт первого импульса напряжения Ux установит компаратор 3 в единичное состояние (Uf), так как значение конт0 ролируемого напряжения больше, чем мгновенное значение на выходе преобразователя 4, и код на выходах счетчика 8 увеличится на единицу. Напряжение U2, амплитуда которого со5 ответствует установленному коду на входах преобразователя 4, поступает на опорный вход компаратора 3. Срез первого импульса напряжения U установить компаратор 3 в нулевое

g состояние, а триггер 6 через формирователь 2 - в единичное (%), открывая тем самым элемент И 12. В это время на вторых входах элемента 11 сравнения присутствует кодовая комбинация, поступающая с выходов счетчика 8 , а на первых входах элемента 11 - нулевой код, так как регистр 5- в состоянии О. При таком соотношении на выходе элемента 11 появится

5

О

5

(Uj), который запретит запись кдов в регистр 9. Второй импульс измеряемого напряжения U по фронту увеличит состояние счетчика 8 на едницу, а по срезу через формировател 2 установит триггер 6 в нулевое состояние и перепишет по фронту сигнал U4. состояние счетчика 8 в регистр 5 при этом состояние на выходе элемента 11 безразлично, так как он отключен от управляющего входа регистра 9 логическим нулем с прямого выхода триггера 6.

С приходом каждого следующего импульса положение счетчика 8 изменяется на единицу, а напряжение на опорном входе компаратора 3 будет изменяться до тех пор, пока оно не будет равно или близко измеряемому напряжению Ux. В случае равенства этих напряжений компаратор 3 не выдает импульсов на суммирующий вход сччика 8, на котором будет зафиксировано количество импульсов, которое потребовалось на отработку амплитуды измеряемого напряжения Uy , т.е.

X

C-N

где N - количество импульсов на

счетчике

С - коэффициент пропорциональности.

При этом показания счетчика 8 определяют величину измеряемого сигнала последнего импульса и переписываются в регистр 5. Одновременно элемент 11 устанавливается в 1, которая с приходом среза следующего импульса через открытый элемент И 12 переписывает состояние регистра 5 в регистр 9. В результате полученный двоичный код, соответствующий амплитуде измеренного напряжения Ux, индицируется блоком 10 индикации или выводится на другой какой-либо регистрирующий прибор.

После вывода на регистрирующий прибор устройство приводят в исходное состояние для проведения контроля очередного коммутатора.

Формула и зобретения

5

0

0

5

0

5

Устройство для измерения пикового значения напряжения, содержащее формирователь импульсов, вход которого подключен к входу устройства и первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя аналог - код, входы которого подключены к выходам блока управления, установочные входы блока управления и триггера соединены с установочным входом устройства, и блок индикаций, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения на высоких частотах, в него введены два регистра памяти, элемент сравнения кодовых комбинаций и элемент И, причем в качества блока управления использован счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом компаратора, выход формирования импульсов соединен со счетным входом триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом первого регистра памяти, а прямой выход - с первым входом эл емента И, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения кодовых комбинаций, а выход - с управляющим входом второго регистра памяти, выходы которого . подключены к входам блока индикации, а разрядные входы - к вторым входам элемента сравнения кодовых комбинаций и выходам первого регистра памяти, разрядные входы «которого соединены с первыми входами элемента сравнения кодовых комбинаций и выхо- 5 дами счетчика импульсов, установочные входы регистров памяти соединены с ус- ,тановочным входом устройства.

0

Фиг. 2

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для автоматизированного измерения амплитуды избыточного напряжения на концах первичной обмотки катушки зажигания двигателей внутреннего сгорания в момент включения первичного тока при контроле и регулировке транзисторных коммутаторов. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения на высоких частотах, достигается введением регистров 5 и 9 памяти, элемента сравнения 11 кодовых комбинаций и элемента И 12. В качестве блока управления использован счетчик 8 импульсов. Устройство также содержит формирователь 2 импульсов, компаратор 3, преобразователь 4 аналог-код, триггер 6, блок 10 индикации, вход 1, установочный вход 7, согласующий блок 13. 2 ил. с SS