ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР Советский патент 1972 года по МПК G01R19/25 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике.

Известны цифровые интегрирующие вольтметры, содержащие входное устройство, источник опорного напряжения, ключи, интегратор, сравнивающее устройство, временной селектор, генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, устройство цифрового отсчета и блок управления.

Недостатком данного вольтметра является его ограниченное быстродействие, так как работа прибора синхронизируется с сетью питания.

Предлагаемый цифровой интегрирующий вольтметр отличается от известных тем, что он снабженблоком постоянного запаздывания, входы которого подключены к выходам входного устройства и источника опорного напряжения, а выходы блока постоянного запаздывания и источника опорного напряжения через ключи соединены со входом интегратора. Это позволяет увеличить быстродействие вольтметра и исключить зависимость результата измерения от нестабильности частоты питающей сети.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого вольтметра; на фиг. 2 - временные диаграммы.

паздывания 3. Источник опорного напряжения 4 подключен ко второму входу блока 3 и входу «О ключа 5. Выход блока 3 соединен со входом «И ключа 5, выход которого - со входом «О ключа 2, а выход последнего - со входом интегратора 6. Выход интегратора подключен ко входу сравнивающего устройства 7, выход которого соединен со входом блока управления 5. Первый выход блока 5 соединен с управляющим -входом временного селектора 9, другой вход которого соединен с генератором счетных импульсов 10. Выход селектора подключен ко входу ключа 11, коммутирующего каналы реверсивного счетчика импульсов 12. Второй выход блока 8 соединен с управляющим входом ключа 2, третий - с управляющим входом ключа 5, четвертый -с управляющим входом ключа //, пятый - с шиной общего сброса реверсивного счетчика импульсов 12, к выходу которого подключено устройство цифрового отсчета 13.

Работа вольтметра заключается в следующем.

В момент 1 на втором и четвертом выходах блока управления 8 появляются сигналы, которые устанавливают контакты ключей 2 н 11 соответственно в положения «И и «О. Одновременно с этим реверсивный счетчик импульсов 12 сигналом с пятого выхода блока управления 5 устанавливается в начальное состояние.

Начиная с момента ti и до окончания импульса Т 1на втором выходе блока 8 (момент /2) на вход интегратора поступает измеряемое напряжение Ухо вместе с помехой U. Интегратор 6 интегрирует входной сигнал вместе С помехой в течение времени Ti tz-t,.

Временной селектор 9 в это время не пропускает импульсов от генератора 10 на счетчик 12.

В момент /2 заканчивается импульс Т на втором выходе блока управления 8, ключ 2 переходит в положение «О, ключ 5 остается в положении «О. В этот же момент /2 на первом выходе блока 5 появляется сигнал, открывающий временной селектор 9. На вход интегратора подается напряжение источника опорного напряжения, а на суммирующий вход счетчика 12 через селектор 9 и ключ 11 проходят импульсы от генератора импульсов 10. ;

Напряжение на выходе интегратора 6 начинает уменьшаться и при достижении порога чувствительности сравнивающего устройства 7 (момент 4) на выходе его появляется сигнал, который поступает на вход блока управления 8, вызывая появление сигнала иа первом его выходе, который закрывает селектор 9 и прекращает прохождение импульсов от генератора 10 на реверсивный счетчик 12. Число импульсов, подсчитанное счетчиком 12 за время , пропорционально величине измеряемого напряжения с помехой.

В следующий момент t/ появляются сигналы на третьем и четвертом выходах блока управления 8. Эти сигналы переводят ключи 5 и 11 соответственно в положения «Я и «5. Временной селектор 9 закрыт. На вход интегратора ггодается опорное напряжение источника 4 с. наложенной на него помехой, выделенной блоком постоянного запаздывания 3. Блок 3 обеспечивает запаздывание переменной составляющей (помехи) на постоянное время Ti-{-T2. Далее устройство работает аналогично вышеописанному, только импульсы от генератора 10 наступают теперь на вычитающий вход счетчика 12.

В результате в счетчике остается число импульсов

Л ПЫхо-nUon,

где ««хо - число, пропорциональное измеряемому напряжению без помехи; nuon - число, пропорциональное опорному напряжению.

Если к полученному результату прибавить число яиоп, которое постоянно, то в результате измерения -получается число импульсов yv :nwxo, которое переносится в устройство цифрового отсчета. Чтобы добавить число rtWon, достаточно при установке начального состояния реверсивного счетчика записать в него это число.

Таким образом, в описанном интегрирующем вольтметре время измерения можно выбирать независимо от периода частоты питающей сети, поскольку производятся два измерения: первое - измерение напряжения с помехой, второе - измерение помехи с последующим вычитанием результата второго измерения из первого. Быстродействие предлагаемого вольтметра увеличивается в десятки раз по сравнению с быстродействием существующих интегрирующих вольтметров. Оно зависит лишь от частотных характеристик входящих в вольтметр отдельных устройств.

Нредмет изобретения

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий входное устройство, источник опорного напряжения, ключи, интегратор, сравнивающее устройство, временной селектор, генератор счетных импульсов, блок управления, реверсивный счетчик и устройство цифрового отсчета, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия вольтметра и исключения зависимости результата измерения от нестабильности частоты питающей сети, он снабжен блоком постоянного запаздывания, входы которого подключены к выходам входного устройства и источника опорного напряжения, а выходы блока постоянного запаздывания и источника опорного напряжения через ключи соединены со входом интегратора.

Г

г,«

I I

I