Цифровой вольтметр с частотными сравнивающими элементами Советский патент 1975 года по МПК G01R13/02 

1

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть применено при конструировании цифровых вольтметров.

Известны цифровые вольтметры с частотными сравнивающими элементами, содержащие преобразователь иаиряжения в частоту, цифровые индикаторы, делитель напряжения, узлы поджига знаков, детекторы и блоки настроенных контуров. Однако отмечается значительная погрещность измерения и сложность настройки из-за ограниченной добротности фильтров.

Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения и упрощение настройки вольтметра. Это достигается тем, что в вольтметре дополнительно установлены суммирующий узел, подключенный через диоды к анодам цифровых индикаторов, и дифференциальные фильтры с катушками связи, соединенными с блоками настроенных контуров и детекторами; детекторы каждой цифры разряда соединены с детекторами смежных цифр разряда через резисторы мостовой схемы, выход последней нодсоедннен через ограничитель и узел иоджига к поджигающим элементам цифрового индикатора.

На фиг. 1 представлеиа схема вольтметра; на фиг. 2 - схема построеиия дифференциальных фильтров.

Вольтметр состоит из входного делителя 1, катодного повторителя 2, усилителей 3, преобразователя напряжение-частота 4, усилителя мощности 5, автоматического делителя

иаиряжения Q, вычитающего устройства 7, усилителя 8, формирователя 9, лампы 10, цифровых индикаторов Jli... Лп, дифференциальных фильтров О .. .9, ограничителей О . . . 9, узлов поджига цифровых индикаторов О ... 9,

суммирующего узла, состоящего из резисторов, емкостей и диодов.

Напряжения, выделяющиеся на резоиаисиых контурах фильтров каждой значащей цифры разряда Ко, Ki, К.2.--К.Э, трансформируются на две вторичные обмотки связи Lj и 2 для контура До и после детектирования (И к„, Uк,, UK,,... UK,, Uк, используются для формирования напряжений на выходе

фильтров Оф, (Уф,, и

ф,. Для уменьФ.

шения взаимных в.чиянии вычитание напряжений смежных фильтров осуществляется по мостовой схеме. Принцип формирования выходных напряжении фильтров показан на фиг. 2 о. Нули наиряжени на выходе двух с.межных фильтров (например. О, О для фильтров «О и «1 фиг. 2 6} не совпадают, что достигается посредством исиользования двух органов настройки: иерестройкой контура сердечником и регулировкой уровня вычитающихся напряжений смежных фильтров потенциометрами 0, RI, . . . - 9Это необходимо для того, чтобы пересечение характеристик выходных напряжений фильтров f/ф„, , и ф, ... f/ф осуществлялось на уровне напряжения источника смещения каскадов лоджига Е. Это уменьщает погрешность переключения. Выходные напряжения дифференциальных фильтров после усиления - ограничения каскадами О, Г , 2... 9 поступают на управление каскадами поджига цифр разряда О, 1, 2, ...9.

В рассматриваемом случае одновременное горение двух смежных цифр разряда исключается. В блоке автоматического делителя напряжения 6 из напряжения каскадов поджига формируется компенсирующее напряжение для отсчета знака второго разряда. Отсчет знаков последующих разрядов осуществляется аналогично рассмотренному. Напряжение для отсчета знака второго разряда формируется в вычитающем устройстве 7, куда поступает измеряемое напряжение с выхода усилителя 3 и компенсирующее - с каскада автоматического делителя напряжеиия 6. После требуемого усиления каскадом 8 полученная разность напряжений используется для отсчета значащей цифры второго разряда.

Снимаемое с анодов цифровых индикаторных ламп Л, Лч. .. Лп (см. фиг. 1) напряжение подается на входную часть суммирующего узла - ограничитель по минимуму, собранный на диодах Д, Лч ... Д„ и сопротивлениях и Rt,. Если значащие цифры всех разрядов горят, то на выходе ограничителя напряжение отсутствует. При попадании в зону провала на выходе ограничителя появляется импульс напряжения с крутым передним фронтом (заряд емкости Ci через прямое сопротивление диодов) и растянутым задним, обусловленным разрядом емкости через обратное сопротивление диода Дз. Через емкость этот импульс

подается на ограничитель по максимуму, собранный на сопротивлениях , е, 7 и диоде Jlk. Калиброванный по амплитуде импульс (напряжение f/c стабилизировано) через делнтель напряжения, выполненный на сопротивлениях и поступает на суммирующий каскад усилителя измеряемого напряжения 3. Амплитуда импульса должна быть достаточной для того, чтобы нерекрыть зону провала.

Таким образом, на время длительности импульса загорится ближайщая цифра разряда. После потухания цифры описаиный процесс повторится и будет повторяться периодически до тех нор, пока не изменится уровень входного напряжения U. Неограниченный по максимуму импульс через емкость Сч поступает на вход каскада 9, в анодной цепи которого загорается индикаторная .неоновая лампочка 10.

Таким образом, погрешность переключения можно учесть, прибавив ее с соответствующим знаком к показаниям индикаторов.

Предмет изобретения

Цифровой вольтметр с частотными сравнивающими элементами, содержащий преобразователь напряжения в частоту, цифровые индикаторы, делитель напряжения, усилители, узлы поджига знаков, детекторы и блоки настроенных контуров, отличающийся тем, что, с целью уменьшення ногрещности измерения и упрощения настройкн, в нем установлены суммирующий узел, подключенный через диоды к анодам цифровых индикаторов, и

дифференциальиые фильтры с катущками связи, соединенными с блоками настроенных контуров и детекторами, причем детекторы каждой цифры разряда соединены с детекторами смежных цифр разряда через резисторы мостовой схемы, выход которой подсоединен через ограничитель и узел поджига к поджигающим элементам цифрового индикатора.

УЛ

о

rr

Ч

I ч

i/c

s

U. U«

кз

Ц

/

УхоГ,

дта

%

г

/r-Wn :

4

Ui

1-6

.u,,u.

Уф о

i/Kl

i/г г