Измеритель дрейфа цифровых вольтметров и цифровых счетно-импульсных частотомеров Советский патент 1978 года по МПК H03K13/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле цифровых вольтметров н частотомеров.

Известен измеритель дрейфа цифровых вольтметров и цифровых счетно-импульсных частотомеров, содержащий пороговые элементы, реверсивные счетчики, преобразователь код-напряжение и распределитель 1. Однако такое устройство обладает низким быстродействием.

По основному авт. св. № 517153 известен измеритель дрейфа цифровых вольтметров п цифровых счетно-импульсных частотомеров, содержащий генератор образцовой частоты, подключенный через формирователь к одному из входов распределителя импульсов и ко входу цепочки задержек, выходы которой подключены к соответствующим входам распределителя импульсов, выход которого через переключатель режимов соединен с первым входом контролируемого цифрового прибора, первый выход которого соединен с первым входом устройства для сравнения кодов, первый и второй выходы устройства для сравнения кодов соединены соответственно с первыми входами первого и второго преобразователей числа импульсов в нанряженне, вторые входы которых объединены и соединены через делитель частоты с выходом генератора импульсов, со

вторым входом контролируемого цифрового прибора и с входом одновибратора, а выходы через пороговые элементы соедпнены с входами реверсивного счетчика, первый выход которого соединен с первым входом клапана и через преобразовлтель код - напряжение соединен со входом самопишущего вольтметра и со входом делителя напряжения, выход которого соединен с первым входом суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом источника образцового напряжения, а выход соединен с уцравляющим входом переключателя режимов, первый и второй управляющие входы распределителя импульсов соединены соответственно с выходом клапана и с первым выходом триггера, второй выход которого соединен со вторым входом кланана, а первый и второй входы триггера соединены соответственно с выходом одновибратора и со вторым выходом контролируемого цифрового прибора 2.

Однако известный измеритель имеет узкий диапазон измерения.

Целью изобретения является расширение предела измерения. Достигается это тем, что в измеритель дрейфа цифровых вольтметров и цифровых счетно-импульсных частотомеров, содержащий генератор образцовой частоты, цепочки задержки, расиределитель импульсов, переключатель режимов, контролируемый цифровой прибор, устройство для сравнения кодов, преобразователь числа импульсов в напряжение, делитель частоты, генератор импульсов, одиовибратор, пороговые элементы, реверсивный счетчик, клапан, преобразователь код-напряжение, самопишущий вольтметр, делитель напряжения, суммирующее устройство, переключатель режимов и триггер, введеп дополнительный реверсивный счетчик, причем выходы «Переполнение плюс и «Переполнение минус реверсивного счетчика соединены соответственно со входами «Сложение и «Вычитание дополнительного реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом устройства для сравнения кодов. Структурная схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит генератор 1 образцовой частоты, формирователь 2, цепь 3 задержек, распределитель 4 импульсов, переключатель 5 режимов, контролируемый цифровой прибор 6, устройство 7 для сравнения кодов, преобразователи 8, 9 числа импульсов в напряжение, пороговые элементы 10, И, реверсивные счетчики 12, 13, преобразователь 14код-напряжение, клапан 15, самопишущий вольтметр 16, делитель 17 частоты, триггер 18, генератор 19 импульсов, одновибратор 20, делитель 21 напряжения, суммирующее устройство 22 и источник 23 образцового напряжения. Работа измерителя осзществляется следующим образом. Генератор 1 через формирователь 2 задает на вход цепочки 3 стабильную последовательность коротких импульсов с частотой следования fx. 1Депочка 3 представляет собой последовательно соединенные элементы задержки с величиной задержки каждого элемента. Импульсом с генератора 19 запускаются прибор 6 и одновибратор 20. По заднему фронту импульса с одновнбратора 20 триггер 18 перебрасывается в единичное состояние п открывает клапан 15, разрешая тем самым прохождение кода, записанного в счетчике 12, на унравление распределителем 4. В зависимости от кода счетчика 12 распределитель 4 подключает на вход прибора 6 один из выходов цепочки 3, причем нулю счетчика 12 соответствует подключение среднего выхода цепочки 3. Поэтому до конца опорного интервала времени Гд на вход контролируемого цифрового прибора 6 будут поступать импульсы с одного и того же выхода цепочки 3. По окончании периода Тц результат измерения в виде кода поступит на устройство 7 и сигналом «Конец измерения сбросится триггер 18. На второй вход устройства 7 подается код N, соответствующий номинальному значению частоты fx. Устройство 7 выдает импульс на своем первом выходе, если значение кода Лг прибора 6 больше значения кода N, и на втором выходе - если Ni меньше N. Выделеие дрейфа осуществляется па усредняющих лементах, которыми являются преобразователи 8, 9 совместно с пороговыми элементами 10 и И. При условии, что середина импульса частоы fx совпадает с окончанием номинального опорного интервала времени Гц ср. количество кодов Л;, больших Л И меньших , будут равны между собой. В течение времени усреднения Ту- на выходе преобразователей 8, 9 накапливается напряжение, пропорциональное количеству исходов сравнения и . По окончании интервала времени Ту импульсом с делителя 17 преобразователи 8 и 9 сбрасываются, а пороговые элементы 10 и 11 оценивают напряжение на своих входах, причем сработать может только один элемент 10 или 11. Если сработает пороговый элемент 10, то импульс пойдет на вход «Сложение счетчик 12, а если сработает пороговый элемент 11-ца вход «Вычитание. После того, как счетчпк 12 изменит свое состояние, во время последующих измерений частоты прибором 6 (частотомером) распределитель импульсов 4, управляемый кодом реверсивного счетчика 12, после открывания клапана 15 будет осуществлять сдвиг последовательности импульсов, поступающих через цепочку 3 на величину одного элемента задержки т. Преобразователь 14 выдает напряжение, пропорциональное значению и повторяющее форму дрейфа прибора 6. Это напряжение регистрируется вольтметром 16. Если смещение момента окончания опорного интервала измерения Ги станет больше величины периода измеряемой частоты, то счетчик 12 будет переполпен. Сигнал переполнения в зависимости от того, в какую сторону произошел уход момента окончания опорного интервала измерения Гц, поступит на один из входов реверсивного счетчика 13. Реверсивный счетчик 13 изменит свое состояние, тем самым изменится контрольный код, занесенный предварительно в реверсивный счетчик. С подключением генератора 19 к прибору 6 (цифровому вольтметру) последний с частотой импульсов генератора 19 будет выдавать на устройство 7 результат измерений в виде кода Ni. На второй вход устройства 7 подается код, соответствующий числу Л. Устройство 7 выдает единичный импульсный сигнал на первом своем выходе, если значение кода Ni, поступающего с контролируемого цифрового прибора 6, больше Л, а на втором - если значение кода Ni меньше Л. Выделение дрейфа осуществляется введением усредняющих элементов, которыми являются преобразователи 8 и 9 совместно с пороговыми элементами 10 и И. По окончании интервала времени Гу импульсом с делителя 17 преобразователи 8 и 9 сбрасываются, а элементы 10 и 11, сработать из которых может только один, оценивают напряжения на своих входах. При этом па вход «Сложение или «Вычитание счетчика 12 поступит имиульс, который вызовет изменение на определенное значение напряжения иа выходе преобразователя код- иаиряжеиие 14, и, следовательно, напряжение иа выходе делителя 21. Напряжение иа выходе делителя 21, подаваемое иа второй вход устройства 22, представляет собой иапряжеиие обратной связи в устройстве. Форма напряжения иа выходе преобразователя 14 и его значение с учетом коэффициента деления делителя 21 соответствует форме и значению дрейфа и регистрируется с помощью самопишущего вольтметра 16. В случае, если дрейф инструментальной погрешности цифрового вольтметра превысит значение кванта, то реверсивный счетчик 12 переполнится. Сигнал переполнения изменит состояние счетчика 13, тем самым изменится контрольный код, который подается с выхода счетчика 13 на один из входов устройства 7. Изменение контрольного кода смещает контролируемую точку шкалы контролируемого цифрового прибора 6 и учитывает преимущественное появление на выходе поверяемого вольтметра следующих соседних кодов. Форма кривой, рисуемой вольтметром 16, будет содержать разрыв, вызванный переполнением реверсивного счетчика 12. Однако режим ележеиия измерителем не иаруикются, а кривая, рисуемая ири иовом коитрольном коде, повторяет форму дрейфа инструментальной погрешности. Таким образом, введением реверсивного счетчика 13, достигается расширение иредела измерения измерителя дрейфа цифровых вольтметров и цифровых счетно-имиульсиых частотомеров. Формула изобретения Измеритель дрейфа цифровых вольтметров и цифровых счетно-импульсных частотомеров по авт. св. N° 517153, отличающийся тем, что, с целью расширения предела измерения, в него введен дополнительный реверсивный счетчик, причем выходы «Переполнение плюс и «Иереполнение минус реверсивного счетчика соединены соответствен1ю со входами «Сложение и «Вычитание дополнительного реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом устройства для сравнения кодов. Источники информации, иринятые во внимание при экспертизе 1.Шляндин В. М. Цифровые электроизмерительные приборы. М., «Энергия, 1972, с. 253-255. 2.Авторское свидетельство СССР №517153, кл. Н ОЗК 13/02, 14.02.75.