Измерительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G01R13/02 

1

Изобретение относится к устройствам измерительной техники и может быть иснользовано для определения относительной и абсолютной разности двух напряжений, а также относительного и абсолютного значений отклонения напряжения.

Известно устройство, позволяющее определять абсолютное значение отклонения сигнала в течение времени, содержащее синхронизирующий генератор, преобразователь, вентили, реверсивный счетчик, детектор разности 1.

Однако такое устройство не позволяет онределять относительное значение отклонения напряжения, а также абсолютное и относительное значения разности двух сигналов.

Известно также устройство, содержащее счетчик, вход которого через ключ подключен к выходу генератора импульсов, устройст1Ю сравнения, к одному из входов которого подключен преобразователь напряжения (аттенюатор), блок управления 2.

Устройство определяет абсолютную разность измеряемого и эталонного напряжений, но не позволяет определять относительную разность сравниваемых напряжений, а также отклонение входного напряжения во времени.

С целью расщирения функциональных возможностей, в измерительное устройство, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - с первым выходом блока управления, вохд которого подключен к выходу устройства сравнения, преобразователь напряжения, выход которого подключен к первому входу устройства сравнения, а управляющие входы - к соответствующим выходам сумматора, дополнительно введены вольтметр и два коммутатора, причем управляющие входы коммутаторов соединены с вторым выходом блока управления, а их сигнальные входы-с щинами входных напряжений, выход первого коммутатора подключен к сигнальному входу преобразователя, а выход второго коммутатора - к второму входу устройства сравнения и к первому входу вольтметра, второй вход которого подсоединен к нервому входу устройства сравнения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжения, в качестве которого, например, может быть использовано управляемое сопротивление. Выход преобразователя подключен к входу устройства 2 сравнения,выход которого соединен с блоком 3 управления. Блок 3 также соединен с сумматором 4, который может быть счетчиком импульсов. Вход сумматора соединен с выходом генератора 5 импульсов, управляющие входы преобразователя 1 - с выходами сумматора 4. Также устройство содержит вольтметр 6, включенный параллельно устройству сравнения, и коммутаторы 7 и 8 входн з1х сигналов. В исходном состоянии на выходах сумматора 4 управляющие сигналы отсутствуют, нет сигналов и на выходах коммутаторов 7 и 8 и на выходе нреобразователя 1. На вход сумматора 4 поступают импульсы с генератора 5, однако блок 3 управления запрещает суммирование этих импульсов сумматором 4. Относительная разность двух напряжений определяется следующим образом. Блок управления вырабатывает сигнал, по которому на вход преобразователя 1 через коммутатор 7 подается сигнал Ui, на вход устройства сравнения через коммутатор 8 поступает напряжение Us, а сумматор 4 начинает суммировать входные импульсы. На выходах сумматора начинают действовать управляющие потенциалы, которые изменяют коэффициент передачи к преобразователю 1 таким образом, что устройство приходит в состояние равновесия. При этом справедливо равенство и,,. В момент наступления равновесия устройство 2 сравнения выдает сигнал на блок 3 управления, который вырабатывает сигнал, запрещающий суммирование входных импульсов. Сумматор хранит состояние, при котором он находился в момент равновесия. Кроме того, блок управления вырабатывает второй сигнал, поступающий на коммутатор 7, подключающий на вход преобразователя сигнал Uz- При этом между входами вольтметра 6 действует потенциал (J (J,.,. Это выражение можно переписать с учетом выражения (1) ,и с/1 Следовательно, устройство определяет относительную разность двух напряжений и умножает эту разность на напряжение. При и, - const и, -.к„ где Ki - постоянная величина. При определении абсолютной разности двух напряжений устройство работает аналогично. В момент равновесия справедливо равенство (1), блок управления через коммутатор 8 коммутирует на вход устройства сравнения напряжение t/4. Между входами вольтметра действует напряжение и и,-и,-к. Это уравнение можпо изменить с учетом выражения (1) и, и,-и,, т. е. устройство определяет разность двух напряжений, поступающих как одновременно, так и последовательно во времени. Относительное отклонение напряжения определяется следующим образом. На входы преобразователя и устройства сравнения соответственно подаются напряжения Ui и t/3. При равновесии реализуется равенство (1). В том состоянии, при котором наступило равновесие, устройство остается в течение времени контроля отклонения напряжения. Пусть напряжение t/i изменилось на величину Af/i, тогда к входам вольтметра будет приложено напряжение и, (и,ш,}-к-и,. Это выражение можно переписать с учетом выражения (1) и.и,, т. е. устройство позволяет определять относительное отклонение «апряжения и умножает его на другое напряжение. А при Us - const, 7/ If и,- - .к„ где 7(2 /3-const. В случае определения абсолютного отклонения напряжения в момент равновесия справедливо равенство (1). Элементы устройства находятся в том состоянии, при котором наступило равновесие в течение времени контроля отклонения -напряжения. Пусть напряжение Uz изменилось на величину Af/3, тогда к входам вольтметра будет приложено напряжение /е Уз + Д, НО , следовательно, Ub AUs, т. е. устройство позволяет определять абсолютное значение отклонения напряжения. Формула изобретения Измерительное устройство, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход-с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу устройства сравнения, преобразователь напряжения, выход которого подключен к первоMy входу устройства сравнения, а управляющие входы - к соответствующим выходам сумматора, отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможлостей, в него дополнительно введены вольтметр и два коммутатора, причем управляющие входы коммутаторов соединены с вторым выходом блока управления, а их сигнальные входы соединены с шинами входных напряжений, выход первого коммутатора подключен к сигнальному входу

преобразователя, а выход второго коммутатора соединен с вторым входом устройства сравнения и с первым входом вольтметра, второй вход которого подключен к первому входу устройства сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3735347, кл. 340-146.2, опублик. 1975.

2.Патент Англии ЛЬ 1109074, кл. G 4Н, опублик. 1968.

7.