Устройство для вычисления отношения напряжений Советский патент 1975 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам для измерения отношения напряжений.

Известно устройство для измерения отношения напряжений, содержащее два управляемых делителя напряжения, выход одного из которых соединен с первым входом блока сравнения, и реверсивный счетчик с включенными на его входах ключами, импульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнения.

Недостатками известного устройства являются уЗКий диапазон измеряемых отношений и невысокая точность измерения.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены два блока изменения масштабов входных напряжений, отсчетно-регистрирующий блок, два усилителя, два дешифратора, две схемы «НЕ и «ИЛИ и дополнительный реверсивный счетчик, с включенными на его входах дополнительными ключами «сложение и «вычитание, и.мпульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнения; управляющий вход первого ключа «вычитание соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, один вход которой подключен к

первому выходу первого дещифратора, соединенного входами с выходами основного реверсивного счетчика, а второй вход через схему «НЕ подключен к управляющему входу второго ключа «сложение и последнему выходу второго дешифратора, соединенного входами с выходами дополнительного реверсивного счетчика; управляющий вход третьего ключа «вычитание соединен с выходом

второй схемы «ИЛИ, подключенной к первому выходу второго дешифратора и соединенной через вторую схему «НЕ с последним выходом первого дешифратора и управляющим входом четвертого ключа «сложение,

причем выходы обоих дешифраторов соединены с входами отсчетно-регистрирующего блока и управляющими входами соответствующих управляемых делителей напряжения, информационный вход каждого из которых

через усилитель подключен к выходу соответствующего блока изменения масштабов входного напряжения, соединенного с соответствующими входами отсчетно-регистрирующего блока, подключенного одним из входов

к выходу блока сравнения, причем второй

вход блока сравнения соединен с выходом

второго управляемого делителя напряжения.

На чертеже приведена функциональная

схема устройства.

Устройство состоит из двух каналов, в одном пз которых последовательно включены блок 1 изменения масштаба входного напряжения, усилитель 2 и управляемый делитель напряжения 3, а в другом - блок 4 изменения масштаба входного напряжения, усилитель 5 и заправляемый делитель напряжения 6. Между выходами делителей 3 и 6 включен блок сравнения 7, один выход которого присоединен к отсчетно-регистрируюш;ему блоку 8, а два других выхода соединены со входами «сложения и «вычитания реверсивных счетчиков 9 и 10 через ключи «сложения И, 12 и «вычитания 13, 14 соответственно. Счетчики 9 и 10 через дешифраторы 15 и 16 функционально связаны с делителями 3 и 6, имеюш;ими по т ступеней ослабления. Величина ослабления каждой ступени равна , где ,2,.., т - номер ступени, dz - коэффициент ослабления между соседними ступенями. В каждом канале управляющий вход наименьшей ступени ослабления делителя присоединен к первому выходу дешифратора, а управляющий вход наибольшей ступени ослабления делителя-к последнему выходу дешифратора. Управляющие входы ключей «сложения 11 и 12 присоединены к последним выходам дешифраторов 15 и 16, а управляющие Входы ключей «вычитания 13 и 14 присоединены через схемы «ИЛИ 17 и 18 к первым выходам дешифраторов 15 и 16 и через те же схемы «ИЛИ 17 и 18 и схемы «НЕ 19 и 20 - к последним выходам дешифраторов 10 и 9 соответственно. Блоки 1, 4, 15 и 16 функционально связаны с оточе11но-реги1стрирующим блоко-м 8. На чертежа введены следующие буквенные обозначения: - и VI Е - напряжения, отношение между которыми измеряют; (У и 1 - напряжения на входах усилителей 2 и 5 соответственно; f/2 и 2 - напряжения на входах делителей 3 « 6 соответственно; С/3, 3 и t/4 - напряжения на входах и выходе блока сравнения 7. Устройство работает следующим образом. Масщтаб напряжений U н Е автоматически изменяют в блоках 1 и 4 таким образом, что уровень напряжений t/i и Е удерживают в узком динамическом диапазоне di при изменении уровня напряжения U Е Е ъ широком динамическом диапазоне d , где п-число ступеней ослабления каждого из блоков 1 и 4. Уровень напряжений Ui и EI увеличивают с помощью усилителей 2 и 5 в /с раз. Напряжения 1/2 и 2 делят с помощью делителей 3 и 6 так, чтобы разность между напряжениями С/з и 3 удовлетворяла условию. где Д - зона нечувствнтельности блока 7, величина которой определяется из условия №-1) t/,i A d2№-l) f/шш. Величину dz выбирают равной dz- V Блок 7 сравнивает уровни напряжений t/з и 3, выделяет их разность (Uz-Ez) и анализирует эту разность по величине и знаку лд путем ее сравнения с величинами -и - - , которые заданы в устройстве 6 в аналоговом или цифровом виде. Напряжение U, уровень которого пропорционален разности (t/3-- 3), подают на вход отсчетно-регистрирующего блока 8. При выполнении условия (1) блок 7 не вырабатывает импульсов ни на одном из своих выходов I и II. При выполнении условия каждый импульс с выхода I блока 7 через ключ 11 переключает счетчик 9 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует включение следующей ступени большего ослабления делителя 3. Каждое из указанных переключений приводит к уменьшению уровня напряжения f/з в d раз, при этом уровень напряжения 3 не изменяется. Такие переключения будут происходить, пока не окажется выполненным условие (1), после чего переключения прекращаются. При выполнении условия i/3 - з каждый имлульс с выхода II блока 7 через ключ 12 переключает счетчик 10 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует включение следующей большей ступени ослабления делителя 6. Каждое из указаннь1х переключений приводит к уменьшению уровня напряжения з в d раз, при этом уровень напряжения f/з не изменяется. Такие переключения будут происходить, пока не окажется выполненным условие (1), после чего переключения прекращаются. При выполнении условия (2) предлагаемое устройство работает аналогично описанным ранее случаям до тех пор, пока не окажется выполненным условие (1), При появлении управляющего напряжения на последнем выходе дешифратора 15 включается ступень наибольщего ослабления делителя 3 и закрывается ключ 11, который отключает вьгход I от счетчика 11, предохраняя его и связанные с ним элементы от цикличеокрго переключения при выполнении условия (2).

Одновременно с запиранием ключа 11 это же управляющее напряжение через схемы «НЕ 20 и «ИЛИ 18 отк(рывает ключ 14, который подключает выход I к счетчику 10. При выполнении условия (2) каждый импульс с выхода I через ключ 14 переключает счетчик 10 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует включение следующей меньшей ступени ослабления делителя 6. При каждом таком переключении уровень напряжения з увеличивается в dz раз, а уровень напряжения U не изменяется. Такте, переключения будут происходить, пока не окажется выполненным условие (1).

При появлении управляющего напряжения на первом выходе дещифратора 16 включается ступень паименьщего ослабления делителя 6 и через схему «ИЛИ 18 закрывается ключ 14, который отключает выход I от счетчика 10, предохраияя его и связанные с ним элементы от циклического переключения при выполнении условия (2).

Аналогично, при появлении управляющего напряжения на последнем выходе дешифратора 16 включается ступень наибольшего ослабления делителя 6 и закрывается ключ 12, который отключает выход II от счетчика 10, предохраняя его и связанные с ним элементы от циклического нереключения при выполнении условия (3). Одновременно сзап1иранием .ключа 12 это же управляющее напряжение через схемы «НЕ 19 и «ИЛИ 17 открывает ключ 13, который подключает выход П к счетчику 9.

При вынолиении условия (3) каждый импульс с выхода II переключает счетчик 9 в следующее устойчивое состояние, которому соответствует включение следующей меньщей ступени ослабления делителя 3. При каждом таком переключении уровень нанряжения Uz увеличивается в d раз, а уровень напряжения 3 не изменяется. Такие переключения будут происходить, пока не окажется вынолненным условие (1).

Также при появлении управляющего напряжения на первом выходе дешифратора 15 включается ступень наименьшего ослаблеиия делителя 3 и через схему «ИЛИ 17 закрывается ключ 13, который отключает выход II от счетчика 9, предохраняя его и связанные с ним элементы от циклического переключения при выполнении условия (3).

Отсчетно-регистрирующий блок 8 преобразует состояние блоков 1, 4, 9 и 10, а также напряжение L4 в величину отношения входных напряжений U и Е и указывает, какое из этих иапряжений является большим.

Устройство измеряет отношение иапряжеиий и н Е, уровень каждого из которых может изменяться -в динамическом диапазоне d. , т. е. устройство измеряет отношения в

диапазоне от единицы до dl . Благодаря симметрии каналов в устройстве не имеет значения, на какой его вход подано большее из напряжений U и Е. Точность измеряемого 5 отношения в предлагаемом устройстве определяется погрешностями блоков 1, 4, 7, 8 и делителей 3, 6.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления отиощения нанряжений, содержащее два управляемых делителя напряжения, выход одного из которых соединен с первым входом блока сравнения, реверсивный счетчик с включенными на его входах ключами «сложение и «вычитание, импульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых отношений и повышения точности работы устройства, в него введены два блока изменения масштабов входных напряжений, отсчетно-регистрирующий блок, два усилителя, два дещифратора, схемы «НЕ и «ИЛИ и дополнительный реверси,в.ный счетчик, с включенными на его входах дополнительными ключами «сложение и «вычитание, импульсные входы которых соедииены с соответствующими выходами блока сравнения, управляющий вход первого ключа «вычитание соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, один вход которой подключен к первому выходу первого дешифратора, соединенного входами с выходами основного реверсивного счетчика, а второй вход через схему «НЕ подключен к управляющему входу второго ключа «сложение и последнему выходу второго дешифратора, соединенного входами с выходами дополнительного реверсивного счетчика, управляющий вход третьего ключа «вычитание соединен с выходом второй схемы «ИЛИ, подключенпой к первому выходу второго дешифратора

и соединенной через вторую схему «НЕ с последним выходом первого дещифратора и управляющим входом четвертого ключа «сложение, причем выходы обоих дешифраторов соединены с входами отсчетно-регистрирующего блока и управляющими входами соответствующих управляемых делителей напряжения, информационный вход каждого из которых через усилитель подключен к выходу соответствующего блока изменения масштабов входного напряжения, соединенного с соответствующими входами отсчетно-регистрирующего блока, нодключенного одним из входов к выходу блока сравнения, причем второй вход блока сравнения соединен с выходом второго управляемого делителя напряжения.