ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР для ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ ЗНАЧЕНИЙ ПЕРИОДИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1969 года по МПК G01R19/02 G01R13/02 

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники.

Известные цифровые вольтметры для измерения действующих значений периодических напряжений, содержащие преобразователь аналог - код, программное устройство, арифметическое устройство, генератор эталонной частоты, счетчик импульсов, дешифратор и отсчетное устройство, характеризуются сравнительно невысоким быстродействием.

Предлагаемый вольтметр позволяет повысить быстродействие за счет того, что он снабжен триггером смещения и схемами совпадений, включенными между выходами преобразователя аналог - код и входом арифметического устройства.

На чертеже представлена структурная схема описываемого вольтметра.

Вольтметр содержит формирующее устройство ФУ, ключ /С, триггеры Т-, Га, Т, 1, счетчик С запускающих импульсов, сумматор 2, регистр R, схемы совпадений на элементах «И, линии задержки ЛЗ, триггер смещения TC , логические элементы «Hi, «ИЛИ1, «ИЛИ-г, схему сброса, фантастронный генератор линейно изменяющегося напряжения ГЛИН, электронные ключи ЭК1, ЭК.2 и генератор импульсов ГИ. В качестве умножителя частоты используется устройство, состоящее из вычитающего счетчика SC и суммирующего счетчика СС, схемы переноса, генератора импульсов Г HI, делителя частоты ДЧ, двух ключей , ЭК4 и схемы «ИЛИд.

Вольтметр работает следующим образом. При нажатии кнопки «ИЗМ триггер Г открывает ключ К, и первый импульс, сформированный устройством ФУ в момент перехода измеряемого напряжения через нуль, опрокидывает триггер TI, который открывает ключ ЭК4. Импульсы с выхода ДЧ с частотой ( JQJ - частота импульсов FHi, т-

коэффициент делении ДЧ) поступает па вход ДЧ. Через период Т вторым импульсом ФУ, воздействующим на триггер Т, ключ Ж4 закроется. За время открытого состояния ключа ЭК4 в вычитающий счетчик поступает

fi T.- импульсов.

т

Одновременно с закрытием ключа ЭК4 триггер возвратится в исходное состояние, а триггер Гз откроет ключ ЭК.З и выдаст импульс на схему «ИЛИз, которым число, записанное в счетчик ВС, будет перенесено в счетчик СС. С поступлением импульсов FMi с частотой /01 па вход счетчика СС число, записанное в этом счетчике, уменьшается. При уменьшении этого числа до нуля на вычисло п вновь будет перенесено из ВС в СС. Этот имнульс одновременно постулнт на зануск ГЛИН и на вход счетчика запускающих импульсов. Так как частота импульсов, поступающих на вход счетчика СС, в m раз больще частоты импульсов на входе счетчика ВС, то частота запускающих импульсов будет в m раз больше частоты измеряемого напряжения. Следовательно, за время одного периода будет произведено измерение мгновенных значений напряжения.

При поступлении на вход ГЛИН запускающего импульса начинает работать фантастронный генератор линейно изменяющегося напряжения, на вход которого подается измеряемое напряжение. Мгновенное значение напряжения преобразуется в последовательность импульсов HI . Эти импульсы параллельно поступают на входы сумматора 2 и регистра R. Причем на вход сумматора поступают все импульсы, а на вход регистра все, кроме первого. Первый импульс фиксируется триггером смещения Ге,, благодаря чему элемент «Mi становится проводящим. Таким образом, число импульсов, записанных в регистре, всегда на единицу меньше числа импульсов, поступивших на вход сумматора. После прихода каждого импульса число, зафиксированное в регистре, переносится в сумматор со сдвигом вправо на один разряд (умножение на 2) и прибавляется к числу, записанному в сумматоре. Перенос чисел из регистра в сумматор осуществляется с помощью схемы переноса теми же импульсами п,, но смещенными во времени линией задержки ЛЗ так, что в сумматоре последовательно записываются числа: l, 2, 82, ...,rtf .

Для возведения в квадрат нового числа Я/+1 число, записанное в регистре, сбрасывается. Одновременно триггер Г возвращается в исходное состояние, закрывая элемент

«HI.

Эта операция повторяется т раз в течение

периода исследуемого напряжения.

Счетчик Сч. т, отсчитав т запускающих импульсов, сформирует сигнал, которым триггер Гз возвратится в исходное состояние и через триггер откроет ключ ЭК2. После этого начинается операция извлечения квадратного корня. Импульсы генератора ГИ через ЭК.2 поступают ла вход .регистра R и схемы переноса. Одновременно сумматор переводится из -реж-има суммирования в режим вычитания. Импульсы поступают на вход регистра R до тех пор, пока число ,в сумматоре не станет равным -нулю. ПрИ этом с последнего триггера сумматора поступит сигнал на триггер 4, и ключ Ж2 закроется. Измерение закончено. В счетчике СИ, включенном параллельно регистру R, будет зафиксировано число N, пропорциональное действующему значению измеряемого напряжения.

Предмет изобретения

Цифровой вольтметр для измерения действующих значений периодических напряжений, содержащий умножитель частоты, преобразователь аналог - код с генератором линейно изменяющегося напряжения, арифметическое устройство, счетчик импульсов с индикаторным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, вольтметр снабжен триггером смещения и схемами совпадений, включенными между выходом преобразователя аналог - код и входом арифметического устройства.

//г --I-7-

|-| / г-I / гп / п п п /I

ЙЙЙ

miitffin

.j