Вольтметр постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G01R19/26 

тель 4 тактовых импульсов, интегратор 5, генератор 6 счетиых импульсов, селектор 7, счетчик 8 результата, блок 9 цифрового отсчета, нуль-орган 10, блок И управления, группу 12 схем совпадения, собирательную схему 13, реверсивный счетчик 14 и счетчик 15 импульсов. Вход вольтметра соединен с входом переключателя 2 полярности источника 3 образцового напряжения и с входом блока 1 выделения переменной составляющей, выход которого через формирователь тактовых импульсов подключен к первому входу иитегратора 5, второй вход которого связан с выходом переключателя 2, а выход через нуль-орган 10 соединен с входом блока 11 управления, который по выходу связан с управляющим входом селектора 7, переключателя 2 и входом управления реверсивного счетчика 14, выход которого подключен к второму входу селектора 7, третий вход которого соединен с выходом генератора 6 счетных импульсов. Первый выход селектора связан с входом счетчика результата, а второй - с входом собирательной схемы 13 и входом счетчика 15 импульсов, информационные выходы которого подключены к первым входам группы 12 схем совпадения, вторые входы которых соединены с информационными выходами счетчика результата, а выходы схем совпадения через собирательную схему связаны с входом реверсивного счетчика, причем вход блока 9 цифрового отсчета подключен к выходу счетчика 8 результата. Вольтметр работает следующим образом. Формирователь 4 тактовых импульсов подает на вход интегратора 5 прямоугольные импульсы напрял ения обоих полярноегей, период которых равен периоду напряжения помехи, выделенной блоком 1. На второй вход интегратора поступает напряжение Uz, равное сумме или разности (переключатель 2 включает напряжение Uo согласно или встречно с напряжением Ux) измеряемого Ux и опорного С/о напряжений. Параметры схемы выбраны таким образом, что i/n Uo + Ux, где Uu - амплитуда прямоугольных импульсов на выходе формирователя 4 тактовых импульсов; UQ - напряжение на выходе образцового источника 3 напряжения. В моменты равенства нулю выходного напряжения интегратора 5 срабатывает нуль-орган 10, по выходному сигналу которого блок И управления посредством переключателя 2 изменяет полярность образцового напряжения Uo источника 3. В эти моменты выполняются равенства (f/,-f/o),+(f/,)X Т2TS .t, QTI 2 (. + ) (.+ + -., 0, где TI и Т2 - постоянные времени интегрирования. Так как f/n (Л + 4) - f/n (2 + з) - 0; г, , + ,; T,t, + t,,+ Т„ то . Поскольку внутренние сопротивления источников измеряемого Ux и образцового Uo напряжений вместе с входным сопротивлением интегратора 5 образуют зарядное сопротивление, то они определяют значения TI и Т2 и на основании выражения (1) не влияют на результат измерения напряжепия и хНа время TI первого такта интегрирования селектор 7 открывается сигналом с выхода блока 11 управления, вследствие чего в счетчике 15 и реверсивном счетчике 14 фиксируется код числа NI - fo-Ti, где о - частота генератора 6 счетных импульсов. На время второго такта интегрирования по сигналу из выхода блока И управления реверсивный счетчик 14 нереводится в режим вычитания, а источник 3 образцового напряжения Uo посредством переключателя 2 включается согласно с источником измеряемого напряжения Ux- В конце второго такта в счетчике 14 фиксируется число Ni-Nz, а в счетчике 15 - Л/г, где /оГ2. После окончания второго такта импульсы с выхода генератора 6 импульсов через селектор 7 следуют лишь на вход счетчика 8. При этом счетчики 8, 15, группа 12 схем совпадения и собирательная схема 13 образуют двоичный умножитель частоты, частота следования импульсов на выходе которого равна /ум (Л.+Л.). где п - количество общих двоичных разрядов счетчиков 8 и 15. С приходом на вычитающий вход реверсивного счетчика 14 NI-N2 импульсов он переходит в нулевое состояние, закрывая при этом селектор 7 по входу счетчика 8. При этом выполняется равенство (N,+N,) N,N,, где Nx fo-t - число, записанное в счетчике 8 в конце интервала времени t прохождения импульсов на его вход после второго такта интегрирования. После несложных преобразований TV -2(.)2(7i-r2) (Ni+N,)Т а с учетом выражения (1) получают l:- независимость результата измерений от длительности периода напряжения помехи Т и значений внутренних сопротивлений источников измеряемого U и образцового t/o напряжений, что позволяет достигнуть высокой точности и помехоустойчивости измерений постоянного напряжения в широком частотном диапазоне напряжения помехи. Формула изобретения Вольтметр постоянного тока, содержащий интегратор, к одному из входов которого подключен выход формирователя тактовых импульсов, вход которого через блок выделения переменной составляющей связан с входом вольтметра, блок управления, вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выходы - с управляющими входами селектора и переключателя полярности источника образцового напряжения, генератор счетных импульсов, связанный через селектор с входом счетчика, результата, и блок цифрового отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при обеспечении помехоустойчивости, он снабжен счетчиком импульсов, собирательной схемой и схемой совпадений, при этом один из выходов переключателя полярности соединен с входом вольтметра, второй - с вторым входом интегратора, а вход счетчика импульсов подключен к второму выходу селектора и одному из входов собирательной схемы, причем его информационные выходы связаны с первыми входами схем совпадения, вторые входы которых подключены к информационным выходам счетчика результата, а выходы через собирательную схему - к входу реверсивного счетчика, управляющий вход которого связан с выходом блока управления, а выход - с входом селектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шляндин В. И. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. «Высшая школа, М., 1973, с. 190-191.