ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР Советский патент 1969 года по МПК G01R19/25 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназиачено для измерения интегральных характеристик переменных напряжений произвольной формы в звуковом диапазоне частот и напряжений постоянного тока на фоне сильных гармонических помех.

Известны цифровые вольтметры, содержаш,ие устройство сравнения и подключенный к одному из его входов генератор опорного пилообразного напряжения, период которого много больше периода измеряемого напряжения, а также последовательно соединенные генератор импульсов эталоиной частоты, ключевой элемент, двоично-десятичный счетчик и отсчетное устройство.

Предложенный вольтметр в отличие от известиых снабжен усилителем-ограничителем и логическим блоком, а генератор опорного пилообразного напряжения вынолнен двухполярным и иодключен на вход усилителя-ограничителя, выход которого иодсоединен к одному ИЗ входов логического блока. К другому входу логического блока подключен выход устройства сравнения, на вход которого непосредственно подается измеряемое напряжение, а выходы логического блока подсоединены соответственно к унравляющему входу ключевого элемента и сложения л выч1 тания реверсивного двоично-десятичного счетчика, соединенного с отсчетным устройством.

Это позволяет уменьшнть погрешность измерения среднего значения нанряжения неременного тока в звуковом диапазоне частот и исключнть гармоннческую номеху при нзмерении напряжения ностоянного тока.

На фиг. I приведена функциональная схема цнфрового вольтметра; на фиг. 2 - функциональная схема логического блока; на фиг. 3 - временные диаграммы работы отдельных

узлов цнфрового вольтметра.

Вольтметр содержит устройство / сравнения, генератор 2 онорного нанряжения, тактовый генератор 3, задатчик 4 рода работы, усилитель-ограничитель 5, логический блок 6, генератор 7 имнульсов эталонной частоты, ключевой элемент 8, реверсивный двоично-десятичный счетчик 9, отсчетиое устройство 10.

Цикл измерения задается тактовым генератором 3, Который занускает генератор 2 двухполярного опорного пилообразного напряжения (см. фиг. 3,а), а подключенный к выходу генератора опорного напряжения усилительограничитель 5 формирует из пилообразного нанряжения прямоугольные импульсы со

скважностью 2 (на фиг. 3,6 представлено напряжение с прямого выхода усилителя-ограничителя 5, а на фиг. 3,6--с инверсного).

выделяет временные интервалы А//, когда изMepnejMoe напряжение Uj больше или меньше текущего значения опорного пилообразного нанряжения. На выходе устройства / сравнения образуются прямоугольные импульсы, длительность которых равна указапиым временным интервалам (на фиг. 3,ж представлено напряжение на прямом выходе устройства сравнения, а на фиг. 3,е - на инверсном).

Прямые и инверсные выходы устройства / сравнения и усилителя-ограничителя 5 подключены к двух.входовым логическим схемам «HI и «Н2 логического блока 6 (см. фнг. 2), а ВЫХОДЫ схем «РЬ и «Н2 - к логической схеме «НЛН, выход которой подсоединен к управляющему входу ключевого элемента.

Вследствие этого ключевой элемент 8 открывается на моменты времени А/4 в течение которых абсолютное значение измеряемого напряжения (Ux) превышает абсолютное значение онорного напряжения (фиг. 3,з).

Задатчик 4 рода работы своим прямым выходом Z (см. фиг. 2) нодключен к логической схеме «Р1з логического блока 6, а инверсным Z - к схеме «РЦ того же блока. На вторые входы схем «Р1з и «РЦ подсоединен выход схемы «РЬ, а .выход схемы «Н4 - непосредственно к шине вычитаНИя реверсивного счетчика. Выход схемы «Р1з через схему «НЛН2 подключен к шине сложения, на второй вход схемы «Р1ЛИ2 - выход схемы «Hi. Нозтолгу в режиме измерения среднего по модулю значеиия в моменты времени Д/f оказывается открытой схема «Нз, а следовательно, и шина слеження «4- реверсивного счетчика 9, так что имнульсы, поступившие в это время с генератора 7, будут просуммиро.ваны в счетчике 9 (условно эта онерация представлена на фнг. 3,а). Код числа, зафиксированного в счетчике к концу числа измерения, пропорционален среднему по модулю значению измеряемого напряжения.

В режиме нзмерения среднего «ли постояниых напряжений открыта схема «Н4. РЬшульсы, поступнвшне с генератора 7 в течение А/г, приходящиеся на отрицательную полуволну опорного напряжения, вычитаются, так как открыта шина вычитания Р( «- 9 реверсивного счетчика, а нриходящиеся на положительную нолуволну онорного наиряжения складываются, потому что открыта шина сложения К «-f- 9. Данные операции условно представлены на фиг. 3,и и к.

Таким образом, к концу цикла измерения в счетчике 9 будет зафиксирован код числа, пропорционального среднему значению переменного напряжения или значению постоянного напряжения, при этом исключается гармоническая помеха.

Вывод измеренного значения на отсчетное устройство 10 производится с помощью триггера знака счетчика 9 и группы логических схем «Н-Р1ЛН, включенных на входе отсчетного устройства, которые в случае знака «-{- передают на выход устройства 10 код числа с прямых выходов триггеров счетчика 9, а в случае знака «- - с инверсных.

Предмет изобретения

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий устройство сравнения и подключенный к одному из его входов генератор опорного

нилообразного напряжения, период которого много больше периода измеряемого напряЛСения, а также последовательно соединенные генератор и.мпульсО|В эталонной частоты, ключевой элемент, двоично-десятичный счетчик и

отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с -целью у.меньшения погрешности нзмерения среднего значения напряжения переменного тока в звуково.м диапазоне частот и исключения гармонической помехи при измерении папряжения постоянного тока, он снабжен усилителем-ограничителем н логически.м блоком, а генератор онорного пилообразного напряжения выполнен двухполярным и подключен на вход усилителя-ограничителя, выход которого

подсоединен к одному из входов логического блока, к другому входу которого подключен выход устройства сравнения, на вход которого непосредственно нодается измеряемое напряжение, а выходы логического блока подключены соответственно к управляющему входу ключевого элемента и шипам сложения и вычитания реверсивного двоично-десятичного счетчика, соединенного с отсчетным устройством.

i. .

f-aa 2