ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР для ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1967 года по МПК G01R19/02 G01R13/02 

Известны цифровые вольтметры для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащие последовательно соединенные блок симметрирования и блок нормирования, на вход которых подано измеряемое напряжение, а выход которых связан с аналого-цифровым преобразователем, подключенным своим выходом .к арифметическому устройству, управляемому программным устройством.

Устройство, согласно данному изобретению, отличается от известных тем, что, с целью повышения быстродействия, аналого-цифровой преобразователь выполнен двухканальным, каналы линейной и нелинейной разверток которого связаны с блоком управления упомянутого преобразователя и коммутатором рода работы, управляемым программным устройством, а выходы каналов соединены с арифметическим устройством, подключенным своим выходом к блокам симметрирования н нормирования, при этом канал линейной развертки соединен непосредственно, а канал нелинейной развертки - через квадратор.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового вольтметра для измерения действующего значения переменного напряжения.

го-цифровой преобразователь , состоящий из блока управления 4, блока нелинейной развертки 5, блока линейной раз-вертки 6, коммутатор рода работы аналого-цифрового преобразователя 7, програм.мное устройство 5, арифметическое устройство 9, квадратор 10, определитель периода 11, генератор эталонной частоты 12, коммутатор 13, схему совпадения 14, счетчик 15, ключ 16, схему поразряднологической связи 17, линию задержки 18, дещифратор 19, отсчетное устройство 20.

Измеряемое напряжение V подается через блок симметрирования / и блок нормирования 2 на коммутатор рода работы 7. В исходном состоянии блок сим.метрирования имеет нулевое смещение и блок нормирования - коэффициент -передачи, равный единице. Коммутагор -рода работы находится в положении «измерение амплитуд. При этом измеряемая

величина И, подается на блок линейной развертки 6 аналого-цифрового преобразователя 3. Режим аналого-цифрового преобразователя «измерение амплитуд предполагает измерение амплитуд положительной и отрицательной полуволн измеряемого напряжения. Изменение нолярности напряжения уравповгщивания происходит с помощью программного устройства 8 при поступлении информации о полярности входного напряжения от опредеплитуд положительной и отрицательной полуволн измеряемого напряжения в цифровой форме поступают в арифметическое устройство 9 для .расчета величины смещения при симметрировании и коэффициента ослабления при нормировании. Эти рассчитанные величины используются для симметрирования и нормирования входного напряжения И в блоках / и2.

Одновременно с этим определитель периода // на время одного периода измеряемого напряжения открывает схему совпадения 14, вследствие чего через коммутатор 13, находящийся в положении «измерение периода, и схему совпадения 14 от генератора эталонной частоты 12 в счетчик 15 записывается количество импульсов, пропорциональное длительности периода измеряемого напряжения.

После окончания операций в арифметическом устройстве и начала нового периода измеряемого напряжения (Уд. программное устройство 8 переводит коммутатор рода работы 7 в положение «измерение действующего значения.

С этого .момента измеряемое напряжение, оъсимметрированное в блоке / и отнор.мированное в блоке 2, поступает через коммутатор рода работы в блок нелинейной развертки . аналого-цифрового преобразователя. Мгновенные значения измеряемого напряжения, соответствующие уровням нелинейной шкалы преобразователя, последовательно в течение одного периода измеряемого напряжения поступают на квадратор.

Квадраты мгновенных значений с выхода квадратора поступают на арифметическое устройство для суммирования в течение одного периода.

Таким образом, в арифметическом устройстве получается величина равная

с,и,

где г-номер уровня нелинейной шкалы аналого-цифрового преобразователя; количество тактов суммирования в промежутке между (г-1)-м и г-м уровнем; U - квадрат мгновенного значения напрял ения, соответствующего г-му уровню.

Данная сум-ма, с учетом поправки симметрирования, делится в арифметическом устройстве на число, записанное в счетчике 15, соответствующее длительности периода измеряемого напряжения U. Перенос числа из счетчика в арифметическое устройство производится с помощью ключа 16, управляемого программным устройством, при этом счетчик устанавливается на «О. Для получения действующего значения .из числа, записанного в ариф:Метическом устройстве, необходимо извлечь квадратный корень.

Извлечение квадратного корня в цифровом вольтметре осуществляется путем последовательного суммирования обратных кодов нечетных чисел 1, 3, 5... с прямым кодом числа, из которого извлекается корень.

При извлечении квадратного корня используются следующие блоки: генератор эталонной частоты 12, частота которого через коммутатор 13, стоящий в положении «извлечения квадратного корня, поступает на импульсный вход логической схемы 17, управляемый программным устройством, и через линию задержки 18 поступает на вход двоичного счетчика 15. Суммирование обратных кодов нечетных чисел происходит до тех пор, пока остаток суммирования в арифметическо.м устройстве не станет меньше очередного нечетного числа. Результат извлечения квадратного корня получается в счетчике 15. Полученное число через ключ 16 поступает в арифметическое устройство для умножения на коэффициент нормирования и преобразования в двоично-десятичный код. После окончания этих операций число через дешифратор поступает на отсчетное устройство.

Предмет изобретения

Цифровой вольтметр для измерения действующего значения переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные блок симметрирования и блок нормирования, на вход которых подано -измеряемое напряжение, а выход которых С1вязан с аналого-цифровым преобразователем, подключенным своим выходом К арифметическому устройству, управляемому программным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, аналого-цифровой преобразователь выполнен двухканальпым, каналы линейной и нелинейной разверток которого связаны с блоком управления упомянутого преобразователя и коммутатором рода работы, управляемым программным устройством, а .выходы каналов соединены ic арифметическим устройством, подключенным своим выходом к блокам сим.метрирования и нормирован-ия, при этом канал линейной развертки соединен непосредственно, а канал нелинейной развертки - через квадратор.