Цифровой измеритель напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R13/02 

1

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано при ностроении цифровых прнборов, измерительных устройств систем контроля и регулирования.

Известен цифровой измеритель напряжения, содержащнй источник измеряемого напряжения, нреобразователь код-напряжение, два синхронно работающнх переключателя, преобразователь нанряженне-код, два регистра н схему сравнения, унравляющую работой преобразователя код-напряжение, к которому подключено цифровое отсчетное устройство 1.

Однако в нем возможиы хаотичные нзменення отображаемых кодов в следующих друг за другом периодах измерения напряжения, если величина измеряемого нанряжения близка к границе изменения эталонных компенсирующих напряжений, и под воздействием номех уровень измеряемого напряжения колеблется на велнчину, значительно меньшую дискретности нреобразователя около граннчного значения эталонного компенснрующего нанряження. Неусстойчивость в отображении измеряемой величины делает невозможным съем достоверного отсчета из-за хаотичного изменения состояния цифровых индикаторов, в отдельных случаях во всех разрядах кода.

Известен цнфровой измеритель напряже :ия, содержащий последовательно включенные генератор, счетчнк (делитель частоты), преобразователь код-напряженне, блок сравнения, первый трпггер и подключенный к его синхронизирующему входу блок управлення, блок ключей на входе счетчика, причем выходы счетчика (делителя частоты) соедннекы с приемником кодовой информации 2.

Недостаток устройства состоит в том, что возможна неустойчивость в отображении измеряемой величины в следующих друг за другом циклах измерения, если величина нзмеряемого напрял ения близка к границе изменения эталоиного компепспрующего напряження, и под воздействнем помех уровень измеряемого напряження колеблется около граничного значения на величину, значительно меньщую дискретности измерителя. Этот недостаток затрудняет съем достоверной информации из-за хаотичного изменения индикатируемых цифр в приемнике кодовой информацни и может быть устранен только за счет увеличения временн между двумя цнкламп измерения, т. е. ухудшением быстроде1 |ствия.

Цель изобретения - иолученне устойчнвого отобрал ения измеряемой велнчины при сохранении предельного быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель наиряжеиия, содержащий генератор, делитель частоты, преобразователь код-напряжение, блок сравнения и триггер, вход которого подключен к выходу блока управления, а выходы делителя соединены приемником кодовой информации, введены дополнительный триггер и логический блок. При этом выход младшего разряда делителя частоты подключен к управляющему входу дополнительного триггера н к управляющему входу логического блока, выход блока сравнения - с синхронизирующим входам дополнительного триггера и приемника кодовой информации, а выход дополшггельного триггера - к управляющему входу т)11ггера, выход которого соединен с входом логического блока, выходом подключенного к логическому входу преобразователя код-напряжение; выходы делителя частоты соединены с блоко.м управления.

Структурная электрическая схема устройства приведена на чертеже.

Цифровой измеритель напрялсения содер-жит генератор 1, делнтель 2 частоты, преобразователь 3 код-напряжение, блок 4 сравнения, триггер 5, блок 6 управления, приемник 7 кодовой информации, триггер 8, логический блок 9.

С помощью генератора 1, делителя 2, па выходах которого создается параллельный код, циклически изменяющийся от нулевого значения до максимального, и преобразователя 3 формируется эталонное стуиенчато-изменяющееся напряжение, перекрывающее весь диапазои изменення входного напряжения t/iix. Снгиал на выходе блока 4 появится в момеит времени, когда эталонное нанряжепне превысит входное, т. е. кодовая комбннация сигналов иа выходе делителя 2, сформировавщая в этот момент эталонный уровень, и будет кодовым эквивалентом входной велнчины. Сформироваиный сигиал на выходе блока 4 зафиксирует в нрнемнике 7 вызвавшую его кодовую комбинацию.

Одновременно с этим в триггере 8 фиксируется зиачеиие младшего разряда кода, существующего на выходе делителя 2 в момент сравнения. Перезапись этого значения из триггера 8 в триггер 5 осуществляется сигиалом от блока 6, сформированным из сигналов с выходов делителя частоты. В начале следующего цикла измерения сигнал с выхода триггера 5 через логический блок 9 проиускает на дополнительный вход преобразователя 3 либо прямое значение младщего разряда выходного кода делителя 2, либо инверсное, обеспечивая при этом введение соответствующей коррекции в характеристику преобразователя 3 с тем, чтобы

увеличить разность между уровнем входного сигнала и предшествующим сравнению Зфовнем эталонного напряжения.

Унравление коррекцией вида характеристики осуществляется с помощью логического блока 9 сигналами с выхода триггера 5 и младшего разряда кода на выходе делителя 2. После первого сравиеиия характеристика иреобразователя код-напряжение изменяется таким образом, чтобы обеспечивалось, несмотря на малые изменения напряжения t/nx, формирование сигнала равенства в этот же момент времени, что и при первом сравнении. Такая коррекция вида характеристики уже в последующем

цикле преобразования дает устойчивое отображение измеряемой величины, поэтому возможно повышение частоты измерений (быстродействия).

Фор м у л а изобретения

Цифровой измеритель нанряжения, содерл ащий последовательно соединенные генератор, делитель частоты, иреобразователь

код-наиряжение, блок сравнения и триггер, вход которого соединен с выходом блока управления, выходы делителя частоты соединены с приемником кодовой информации, отличающийся тем, что, с целью

устойчивого отображения измеряемой велиЧ1П1Ы при сохранении предельного быстродействия, введены дополнительный триггер и логический блок, причем выход младшего разряда делителя частоты подключен к унравляющему входу донолнительиого триггера и к управляющему входу логического блока, выход блока сравнения соединен с синхронизирующими входами дополнительного триггера и приемника кодовой информацин, выход дополнительного триггера подключен к управляющему входу триггера, выход которого соединен с входом логического блока, выход которого подключен к логическому входу преобразователя код-

напряжение, выходы делителя частоты соединены с блоком управления.

Источники информации, иринятые во внимание при экспертизе 1.- Авторское свидетельство СССР

№ 430325, кл. G 01R 13/02, 1974.

2. Цифровые электроизмерительные приборы. Под редакцией В. М. Шляидина. М., «Энергия, 1972, с. 248-249 (нрототни).