Цифровой вольтметр действующего значения Советский патент 1979 года по МПК G01R13/02 

(54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЕГ СТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ Устройство содержит квадратичный преобразователь 1 напряжения в частоту, синхронно работающие переключатели 2 и 3, блок 4 вьаделения перио да, блок 5 управления, реверсивный счетчик 6, элемент И 7, преобразователи 8,9 код-частота, узел 10 разделения совпадгиощих во времени импул сов, элемент И И, триггер 12, генератор 13 опорной частоты, счетчик 1ч и цифровое отсчетное устройство 15 В процессе работы в пеоеключателе 2 подвижный контакт контактирует с одним из неподвижных 16-18, а в переключателе 3 - с одним из контактов 19-21. Вход квадратичного преобразовател 1 напряжения в частоту через переклю чатель 2 соединен либо с шиной зем ля через контакты 16,18, либо с входной клеммой преобразователя (через контакт 17) и с входом устройства 4 вьщеления периода. Выход последнего соединен с входом блока 5 уп равления, один из выходов которого соединен с управляющим входом переключателей 2 и 3, а другие - с одним из установочных входов триггера 12 и с одним из входов элемента И7. Другой вход последнего соедин.ен с одним из входов элемента И 11 и с выходом генератора 13 опорной частоты. Выход элемента И 7 связан с упра ляющим входом преобразователя 8 кодчастота. Выход квадратичного преобразователя напряжения в частоту через контакт 19 переключателя 3 соеди нен с входом прямого счета реверсивного счетчика 6, через контакт 20 с входом обратного счета реверсивного счетчика и выходом преобразователя 9 код-частота, а через контакт 21 с сигнальным входом преобразователя 8код-частота, выход которого,связан с сигнальным входом преобразователя 9код-частота и с одним из входов устройства 10 разделения совпадающих во времени импульсов. Другой вход последнего соединен с выходом элемен та и 11 и входом счетчика 14, а выход - с управляющим входом преобра зователя 9 код-частота. Выход реверсивного счетчика 6 соединен с устано вочным входом триггера 12, выход которого, соединен с вторым входом элемента И 11. йлход счетчика 14 чен к входу цифрового отсчетного устройства 15. Устройство работает следующим образом. В первом и втором тактах, длитель ность которых посредством устройства выделения периода и блока управления задается кратной целому числу периодов измеряемого напряжения (), в зависимости от команды подвижные контакты переключателей 2 и 3 соединены с контактами 16,19 и 17, 20 соответственно. Кроме того, в одном з тактов (Например в первом) на элемент И 7 с блока управления подается разрешающий потенциал. В результате по окончании двух тактов в реверсивном счетчике фиксируется число число равное , где ,2,3.,. - коэффициент кратности длительности такта измерения периода измеряемого напряжения Т Vg -действующее значение измеряемого напряжения; В -некотрая постоянная величина, характеризующая параметры преобразователя 1. В управляющий счетчик преобразователя 8 код-частота записывается число Ng Ng--f T.nT, где fg- частота следования импульсов генератора 13, Таким образом погрешность, обусловленная некратностью длительности отдельных тактов периоду измеряемого напряжения, отсутствует. в третьем такте подвижные контакты переключателей 2 и 3 соединены с контактами 18 и 21. При этом происходит списывание числа из реверсивного счетчика линейно-изменяющейся частотой, скорость изменения этой частоты зависит от величины , что исключает зависимость реэультата измерения от частоты входного сигнала. Выходной сигнал блока устанавливает триггер 12 в состояние, при котором на элемент И 11 поступает разрешающий потенциал, и на выход элемента И 11 проходят импульсы генератора 13 через устройство 10 и далее на управляющий счетчик преобразователя 9 и счетчик 14. Выходная частота преобразователя 9 код-частота определяется следующей формулой: где N(t) - текущее значение числа в управляющем счетчике; - емкость счетчиков преобразователя 9; f - выходная частота преобразователя 8, где NO - емкость счетчиков преобразователя 8; fo-- начальная частота преобра° , зователя 1. Решая полученные уравнения, нахоf t f«nr Выходной сигнал преобразоваталя 9 поступает на шину вычитания реверсивного счетчика. Процесс измерения заканчивается в момент обнуления пос леднего. При этом справедливо раве ство f,(-t1di--N2. где Т - время списывания числа из реверсивного счетчика 6 (время третьего такта), Подставляя в последнее равенство полученные ранее выражения для fo 1 9 2 производя матема тические преобразования, имеем 2No Nog „-и. Осуществляя измерение интервала Т путем подсчета в нем количества импульсов опорной частоты, в счетчи ке 14 получаем число N-U,S , 2 которое индицируется в цифровом отсчетном устройстве. Формула изобретения Цифровой вольтметр действующего значения по авт.свид. О 458766, р тличающийся тем, что с целью уменьшения погрешности измерения в области низких частот, в него введе- ны блок вьщепения периода измеряемого напряжения, элемент И и дополнительный преобразователь код-частота, входы которого соединены с выходами элемента И и переключателя, а выход с входами основного преобразователя код-частота и разделителя совпадающих во времени импульсов, входы элемента И подключены к соответствующим выходам генератора опорной частоты и блока управления, а блок вьщеления периода соединен своим входом с входом вольтметра,а выходом - с входом блока управления.