Устройство для измерения одиночных и многократных ударных импульсов Советский патент 1979 года по МПК G01R13/02 

1

Изобретение относится к цифровые измерительным системам, может быть применено при измерении параметров ударных импульсов, как одиночных, так и многократно повторяющихся,

Известны цифровые измерительные приборы для измерения импульсных напряжений, содержащие счетные декады, ключи, генератор опорной частоты и цифроаналоговые преобразователи ptj

У известных устройств ограниченнь й допустимый диапазон частот измеряемых импульсных напряжений и относительно невысокая точность.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения одиночных и многократных ударных импульсов, содержащее интегратор с логическим управлением, выход которого соединен .с одним входом первого нуль-органа и через делитель напряжения - с одним входом второго нуль-органа, выходы нуль-органов подключены к одним входам блока логических элементов, к другим входам которого подключен генератор опорной частоты, выходы блока логических элементов соединены соответственно с первыми входами счетных декад младшего и старшего разрядов, выходы которых соединены

СО входами цифроансшогового преобразователя, выход цифроаналогового преобразователя соединён с другими входами нуль-органов, ко вторым и третьим входам счетных декад младшего и старшего разрядов подключены соответственно шина сброса и шина перезаписи, и общую шину 2.

У этого устройства относительно

0 невысокое быстродействие при измерении параметров импульсов в режиме многократного повторения и перехода в режим измерения одиночных импульсов.

5

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства - достигается за счет того, что в устройство для измерения одиночных и многократных ударных импульсов, содержащее интегра0тор с логическим управлением, выход которого соединен с одним входом первого нуль-органа и через целитель напряжения - с одним входом второго нуль-органа, выходы нуль-органов

5 подключены ко входам блока логических элементов, к другим входам которого подключен генератор опорной частоты, выходы блока логичес кйх элементов соединены соответственно

0 с первыми входами счетных декад

младшего и старшего разрядов, выходы которых соединены со входами цифроаналогового преобразователя, выход цифроаналогового преобраэойателя соединен с другими входами нуль-органов, ко вторым и к третьим входам счетных декад младшего и старшего разрядов подключены соответственно шина сброса и шина перезаписи, и общую шину, введены дополнительный нуль-орган, формирователь импульсов, инвертор, элементы И и И-НЕ, мультивибратор, триггеры, переключатели и кнопка; вход дополнительного нуль-органа соединен с одним входом первого нуль-органа, выход дополнительног нуль-органа через формирователь импульсов подключен ко входу инвертора и к одному из входов элемента И-НЕ другой вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и с одним из входов первого элемента И, выход элемента И-НЕ соединен с установочным входом первого триггера, выход первого элементна И подключен к динамическому входу первого триггера и к одним из входов второго и третьего элементов И, другие входы которых соединены с выходами первого триггера, выходывторого и третьего элементов И соединены соответственно с шиной перезаписи и с одним из входов четвертого элемента И и с динамическим входом второго триггера, первый установочный вход которого через контакты кнопки и один. переключатель соединен с общей шиной, второй установочный вход второго триггера подключен к выходу мультивибратора, а выход второго триггера через другой переключатель соединен с третьим входом второго элемента И и с другим входом четвертого элемента И, выход которот-о подключен к шине сброса.

На фиг. 1 приведена структгурная электрическая схема цифрового устройства для измерения одиночных, и многократных ударных импульсов; на фиг.2 показаны эпюры,сигналов, поясняющие работу устройства.

.Устройство для измерения одиночных и многократных ударных импульсов содержит интегратор 1 с логическим управлением, нуль-органы 2 и 3, делитель напряжения 4, блок 5 логических элементов, к одному из входов которого подключен генератор 6 опорной частоты, счетные декады 7 и 8 младшего и старшего разрядов, выходы которых doeдинeны со входами цифроаналогового преобразователя 9 дополнительный нуль-орган 10/ выход которог через формирователь 11 импульсов подключен ко входу инвертора 12 и к одному из входов элемента И-НЕ 13, элементы И , триггеры 18 и 19, мультивибратор 20, кнопку 21, переключатели 22 и 23, шину перезаписи 24, шину сброса 2Ь и общую шину 26.

Устройство работает следующим образом, В начальный момент импульсом, поступающим на шину сброса 25, счетные декады 7 и 8 младшего и старшего разрядов устанавливаются в нулевое состояние.

При поступлении на вход устройства напряжения ударного импульса при отсутствии напряжения на управляющем Еходе 27 интегратора 1 с логическим управлением интегратор работает в ре0жиме усиления и нормирования входного сигнала. Сигнал интегратора подается на одни входы нуль-органов 2 и 3, на другие входы которых поступает напряжение с цифроаналогового преобразо5вателя 9. На выходах нуль-органов образуется положительный перепад напряжения, если входное напряжение превышает нулевой уровень. Эти перепады напряжения управляют работой блока 5 логических элементов, кото0рый пропускает на счетные декады 7 и 8 младшего и старшего разрядов счетные импульсы от генератора 6 опорной частоты.

В процессе измерения пикового зна5чения ударного импульса напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 9 повышается до тех пор, пока не сравняется с измеряемым входным напряжением. В этом случае

0 блок 5 логических элементов перестает пропускать счетные импульсы опорной частоты на счетные декады 7 и 8 младшего и старшего разрядов, и процесс измерения заканчивается.

5

При .последующем повышении измеряе.мого входного напряжения в счетные декады 7 и 8 младшего и старшего разрядов вновь поступают счетные импульсы опорной частоты до выравни0вания напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 9 с измеряемым входнымнапряжением. Для измерения как одиночных, так и многократно повторяющихся импульсов напряжения в устройстве предусмотрены режи5мы ручного и автоматического измереиия. При этом одновременно с вышеописанным измерением сигнал об измеряемом ударном импульсе (фиг.2а) поступает на дополнительный нуль-ор0ган 10, и на его выходе возникает .положительный перепад напряжения, (фиг.26), который поступает через формирователь 11 импульсов (фиг,2в) на инвертор 12 и на выходе последне5го образуется последовательность импульсов (фиг.2г).

Сигнал с инвертора 12 подается на один из входов элемента И 14, ас формирователя 11 импульсов - на один

0 из входов элемента И-НЕ 13. На другие входы И 14 и И-НЕ 13 поступают импульсы (фиг.2д) с генератора опорной частоты 6. На выходах элементов И-НЕ 13 и И 14 образуются пачки им5пульсов (фиг.2е,ж). Как видно из

приведенных эпюр, импульсы с элемента И-flE 13 ;1меют место во время прохождения измеряемого HMiiyjibca, на выходе элемента И 14 - в паузах.

Сигнал элемента И-ЯЕ 13 поступает на установочный вход триггера 18, на одном я другом выходах KOTOjbdro образуются положительчый (фиг.2з) и нулевой(фиг.2и) потенциалы, которые пбсГтупают соответственно на одни входы элементов И 16 и 15. Одновременно на другие входы этих элементов подаются импульсы с элемента И 14. До прихода первого импульса с элемента И 14 на одном и другом выходах триггера 18, были положительный и нулевой потенциалы. Выход элемента И 14 соединен с динамическим входом триггера 18. После прохождений первого .импульса с элемента И 14 триггер 18 переключается, и таким образом на выходе элемента И 16 появляется толь ко один импульс из пачки импульсов (фиг.2к), имеющейся на выходе элемента И 14, а на выходе элементов И 15 и 17 - остальные импульсы из этой пачки (кроме первого) (фиг.2л). Таким образом, на шину перезаписи 24 поступает один импульс перезаписи с элемента И 16, а на шину сброса 25 - импульсы с элемента И 17, При этом переключатель 23 разомкнут - режим автомат.

При необходимости измерения не каждого импульса из импульсной nocjieдовательности контакты переключателя 23 должны быть замкнуты, а контакты переключателя 22 - разомкнуты.. Такой режим работы устройства соответствует измерению параметров импульсов в течение интервала времени, задаваемого мультивибратором 20. После прихода импульса с мультивибратора 20 (фиг.2м) по его заднему фронту арабатывает триггер 19, и на его выходе прявляется положительный потенциал (фиг,2н), который поступает на элементы И 16 и 17. Когда первый импульс с элемента И 15 поступает на дина1мический вход триггера 19, триггер переопрокидывается. Таким образом, с элементов И 16 и 17 поступает на шины перезаписи 24 (фиг.2о) и сброса 25 (фиг.2п) по одному импульсу после прохождения первого измеряемого импульса, следующего за импульсом с мультивибратора 20. При этом измеряются характеристики последовательноети импульсов, заключенной между двумя импульсами мультивибратора.

При ручном режиме работы контакты переключателя 22 замкнуты. При размыкании кнопки 21 импульс с мультивибратора 20 переопрокидывает триггер 19, и схема работает как в режиме интервал до следующего pasNfciKaния кнопки 21 (фиг.2р,с,т,у,ф). Ожидаемый экономический эффект от внедрения устройства в народном хозяйстве составляет ориентировочно 50,0 тыс.руб.

Формула изобретения Устройстгзо для измерения одиночных и многократных ударных импульсо содержащее интегратор с логическим управлением, выход которого соедине с одним входом первого нуль-органа и через делитель напряжения - с одним входом гторого нуль-Органа, выхды нуль-органов подключены ко входам блока логических элементов, к други входам которого подключен генератор опорной частоты, выходы блока логических элементов соединены соответственно с первыми входами счетных декад младшего и старшего разрядов, выходы которых соединены со входами цифроаналогового преобразователя, выход цифроаналогового преобразователя соединен с другими входами нулорганов, ко вторым и третьим входам счетных декад младшего и старшего разрядов подключены соответстйенно шина сброса и шина перезаписи, и общую шину, отлич ающееся тем, что с целью повышения быстродействия измерения в него введены дополнительный нуль-орган, формирователь импульсов, инвертор, элементы И и И-НЕ, мультивибратор, триггер переключатели, и кнопка, дополнительного нуль-органа соединен с одним первого нуль-органа, выход дополнительного нуль-органа через формирователь импу льсов подключен ко входу инвертора и ,к одному и-з входов элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и с одним из входов первого элемента И, выход эле1Мента И-НЕ соединен с установочным входом первого триггера, выход первого элемента И подключен к динамическому входу первого триггера и к одним из входов второго и третьего элементов И,другие входы которых соединены с выходами первого триггера,входы второго и третьего элементов И соединены соответственно С шиной перезаписи и с одним из входов четв-,ртого элемента И и с динамическим входом второго триггера, первый установочный вход которого через контакты кнопки и один переключатель соединен с общей шиной, второй установочный вход второго триггера подключен к выходу мультивибратора, а выход второго триггера через другой переключатель соединен с третьим входом второго элемента И и с другим входом четвертого элемента И, выход которого подключен к шине сброса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ермолов Р.С. и др. Цифровые измерительные приборы,хЭнергия, М., 1971, с. 85-86.

2.Патент США №3286253, кл. 340-347, 1966.

, ,

-1 г-I г-I г-I