Показывающий аналогово-дискретный электроизмерительный прибор Советский патент 1979 года по МПК G01R19/00 

.1 :v,..-- -..;,--Ч.-:-:.,-.:/ Изобретение относится к области измерения и индикации электрических величин и может использоваться в электроизмерительных приборах с элек тролюминесцентными шкалами для измерения электрических величин, представленных в аналоговой форме. Известенаналоговый преобразователь величины напряжения в дйШу светящего участка световой отметки, состоящий из параллельно включенных к блоку питания последовательно сое диненных транзисторов и электролий 11янесЦентных индикаторов, причём базы транзисторов соединены с общим делителем напряжения frj . Недостатком этого преобразователя является отсутствие пороговых:згйрактеристик при включении электролюмине сцентного индикатора и применение транзисторов в к&честве ключа переменного тока, что отрицательно влияет на четкость показания этих приборов. Наиболее близким к данному изобре тению является показываниций дискретно-аналоговый электроизмерительный прибор, предназначенный для измерени электрических величин, представленных в дискретной или аналоговой форме. Он содержит пр еобразователь и несколько каскадов, в каждый из которых входятэлектролюмйнесц нтный индикатор, элёктролюминесцентный эломент и фотррезисторы, причем элёктролюминесцентный элемент оптически связан с фоторезисторами, а электро; JJЮмйнecцёHтный индикатор последовательносоединен сойниМ из Них. В . , этом устройс.тве используется для отсчёта аналоговой измеряемой величины соотйётствуйщий преобразователь, схема управления из счетного и груп-; пового переключателей и отсчетное устройство. Каскады счетного переключателя непосредственно связаны с . соответствующими индикаторами l2j . недостатком такого устройства является то, что оно содержит относительно высокое число деталей для управления электролюминесцентными индикаторами. Кроме того, непосредственная связь элёктрЬлкминесцентных индикаторой с каскадами счетного переключателя приводит к тому, что требования электролюминесцентных индикаторов к рехсиму питания существенно влияют на схему переключа- ; теля, чем ограничивается применение раз личных электролюминесцентных индикаторов, Целью изобретения является повышение четкости показания и упрощение устройства. Эта цель достигается тем, что в приборе, содержащем преобразователь входной .величины в напряжение ийтсчетнЪе устройство в виде ряда одинаковых каскадов, каждый из которых состоит из электролюминесце тного индикатора, электролюминесцен ного элемента и фоторезисторов, при чем каждый электролюминесцентный элемент оптически связан с фотореэйсторами, а электролюминесцентный индикатор последовательно соединен одним из. них, в каждом каскадецепь срстоящая из последовательно соединенных электролкминесцентного индикатора и фоторезистораJ подключена к введенному в схему блоку питания, а каждый электролюминесцентный элемент электрически соединен с двумя фоторезисторами, один из которых соединен с электролюминесцентным элементом следующего каскада, а цепь из последовательно соединенных электролюминесцентного элемента с другим фоторезистором подключена к выходу преобразователя, причем межд выходом преобразователя и электролюминесцентным элементом первого каскада параллельно к одному фоторезйстору включено т;акже введенное в схему сопротивление. На фиг.1 представлена принципиал ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - зависимость фотосопротив лёния фо.торезисторов одного каскада от напряжения, приложенного к после довательной цепи из электролнминесцентного элемента,, и одного из фоторезисторов на фиг.З - зависимость напряжения опрокидывания первого каскада от сопротивления, включенно го йараллельно фоторезистору. Прибор состоит из преобразовател 1, предназначенного для преобразова ния аналогового изменения входной измеряемой величины в, изменение выходного напряжения в определенном интервале, и из блока питания 2. К выходу преобразователя 1 параллельн подключено несколько.одинаковых- кас . кадов 3-1-3-п, предназначенных для преобразования аналоговых изменейий выходного напряжения преобрйзователя 1 в дискретный отсче КаждЕлй каскад содержит элект эолюминесцентный элемент 4-1-4-ri, фоторезисторы 5-1-5-п f 6-1-6-п, 7-1-7-п, обеспеченные оптической св зью с электролюмлнесцентным элементом 4-1-4-п, и электролюминесцентны индикатор 8-1-8-п, по которому прои водится отсчет измеряемой величины. Одним из выводов электролюминесцентный элемент4-1-4-п соединение преобразова телем 1 а другим - с фоторезистором б-Х-б-п, который, в 34 свою очередь, соединен с электролюминесцентным элементом 4-1-4-п следующего каскада 3-1-3-п, а фоторезистор (э-п последнего каскада параллельно подключен к электролюминес- . центному элементу 4-п.Последовательно включенный с электролюминесцентным элементом 4-1 фоторезистор 5-1 вторым выйодом соединен с общей точкой 9. Параллельно к фоторезистору 5-1 подключен резистор 10. Последовательно соединенные электролюминесцентные индикаторы 8-1-8-п с фоторезисторами 7-1-7-п подключены к блоку питганйя. В последовательной цепи, состоящей из элекгролюмин(всцентного элемента 4-1-4-п и фоторезистора 5-1-5-п вследствие наличия оптической связи, существует положительная обратная связь, а относительно этой цепи фоторезистор 6-1-б-п образует отрицательную обратную связь. Следует отметить, что последователь ная цепь, состоящая из .электролюминесцентного элемента 4-1-4-п. и фoтopeзиcтopa .. 5-1-5-п является функциональным элементом каскада 3-1-3-п. На фиг.2 изображена обобщенна:я зависимость фотосопротивления Rg, фотореэисторов 5-1-5-п , б-1-б-п, 7-1-7-п от приложенного .к указанной цепи напряжения. Зависимости фоторезисторов одного каскада можно считать идентичными, так как они освещаются одним, электролюминесцентным элементом 4-1-4-п. Элёк гролкл11инесцентный элемент 4-1-4-п и фотореэистор -l-5-n согласованы по электрическим импедансам, так что величина темнового сопротивления фоторезистора 5-1-.5-П велика,а напряжение опрокидывания (Vonp) в этом случае значительно выше допустимого рабочего напряжения электролюминесцентного элемента 4-1-4-п. Резистор 10, подключенный параллельно фоторезистору 5-1, сниjjcagT порог срабатывания первого каскада и определяет его напряжение опрокидывания (фиг.З). Фоторезисторы 5-2-5-п последующих--каскадов шунтируются цепочкой фоторезисторов предыдущих -каскадов. .Можно показать, что величинаобщего шунтирующего сопротивления следующего каскада всегда выше предыдущего каскада: . и. C(Ui) c с( + 1) ciUir ci Это приводит к увеличению напряжения опрокидывания следующего каскада на величину IJr ,, onput i) Uonpi. onpi Д опрпричемМожно установить, что равно некоторому значению, при котором достигается определенная кратность изМёнёнйя сопротивления фоторезисторов. Разница напряжения опрокидывания каскада 3-1 и каскада З-п определяет интервал изменения выходного напряжения преобразователя 1, причем нул на его входе соответствует выхрднсм напряжению Uonp . Интервал лио«р является разрёшакнцей способностью прибора. Отрицательная обратная связь, осуществляемая фоторезистором 6-1-6-п, стабилизирует состояни каскада, близкое к напряжению опрокидывания и уменьшает разницу между напряжением опрокидывания и напряже нием сброса. Прибор работает следуквдим образом. На вход преобразователя 1 пост пает измеряемая величина, значение которой приводит к соответству эдеМу изменению выходного напряжения U, подаваемого на параллельно включённые касксщы 3-1-3-п (см.фиг.1). Когд напряжение Ид достигает значения порога срабазгьввания Uonp i первого каскада 3-1, определяемого резисторе 10 {см.фиг.3), он переключается,все фоторезисторы переходят в состояние cooTBeTCTBs oDtee- значению фотосопроти ления R (см.фиг.2) и,следовательно включается элёктролюминесцентный индикатор 8-1. Порог срабатывания второ го каскада 3-2 определяется суммарным сопротивлением Rc4 а значение на пряжения опрокидывания второго каскада; 3-2 составит lJonp2 onpi- Когда напряжение tfg достигает значе ния Uonpi , второй каскад переключается, включая электрблюмийёсцент-ный индикатор 8-2. Дальнейшее увеличение выходного напряжения преобразователя 1 на некот;орое значейие Ug приводит к последовательному переключению каскадов и, следовательно, к включению электролюминесцёнтных индикаторов до того каскада,напряжение опрокидывания которого равно напр|Яжёнию 1/в.Г Таким образом, аналоговое изменение измеряемой величины отображается в дискретном виде с.разрешакщёй способностью при высокой контрастности включения злектролюминесцентных ин-, дикаторов. Предлагаемый прибор выгодно отличается от прототипа, так как для отсчета измеряемой величины, прёД- ставленной в аналоговой форме, испол зуются только преобразователь и параллеЛьно включенные каскады, что 36 значительно упрощает схему управлений электролюминесцентными индикаторами и уменьшает расход энергии на их . управление. Большая кратность изменения фотосопротивления позволяет достичь высокой контрастности включаемым электролюмиизсцентным индикатором, что приводит к увеличению чет- кости показаний. Все названные факторы позволяют расширить область применения элёктрШэМёрйТёЛьных приборов с электроЛоминёсцентными Ш1(Галамй. Формула изобретения Показыва(Н4и.й аналогово-дискретный электроизмерительный прибор, содержащий преобразователь входной величййй в напряжёййёйбтсчётное устройство в ви церйда одинаковых каскадов , каждый ИЗ котсрьаг состоит из электролкалинёсцентвгого индикатора, электролюминесцёйтного элемента и фоторезисторов, причем каждый электролюминесцеатный элемент оптически связан с фоторезисторами а элёктролюминесцентный индикатор последовательно соединен с одним из них, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,, с целью повышения четкости гаэказания и упрощения устройства, в каждом каскаде цепь, состоящая из Последовательно соединенных электролюминесцентного индикатора и фоторезистора подключена к введенному в схему бло- ку питания, а каждый электролюминесцентный элемент электрически соединен с двумя фоторезисторами, один из которых соединен с эЛектролюминесцентньви элементом следующего каскада, а цепь из последовательно соединен- .. ных электролюминесцентного элемента с другим фрторезистором подключена к. выходу преобразователя, причем между выходом преобразователя и элек- тролюминесцентным элементом первого каскада параллельно к одйоМу фото зезистору включено также введенное ; В схему сопротивление. Источники -информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дмитриев В.Б. Разработка и исследование полупроводниковых устройств управления электролюминесцентными индикатбрами и экранами. иссертация -Ленинградский ордена енина электротехнический- институт м.В.И.Ульянова (Ленина), 1972, 2.Авторское свидетельство .СССР 358875, кл. С( 01R.19/QO, 1971.