Компенсационный измеритель постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H03K13/17 

(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может применяться для измерения малых напряжений , содержаицих помехи,

Известны преобразователи интегрирующего типа, в которых компенсационНЕлй сигнал создается одним ключевым устройством. Это устройство управляется выходными импульсами преобразоват.еля, которые получаются из разностного сигнала. Выход преобразова-, теля в таксм устройстве подключен ко входу счетчика с индикацией 1.

Недостатком такого устройства является то, что ускорить работу цифрового индикатора можно только за счет точности.

Известен также компенсационный измеритель постоянного тока, в котором последовательно соединены входной и дополнительный суммирующие блоки. Такая схема содержит два усилителя и пороговое устройство, охваченные двумя цепями обратной связи, одна из которых выполнена в виде ключа, своим выходом соединенного с входом дополнительной суммирующей схемы 2.

Такое устройство имеет недостаточное быстродействие.

Целью изобретения является увеличение быстродействия.

Эта цель достигается тем, что в компенсационный измеритель постоянного тока, сбдержащий последовательно соединенные входной и дополнительный суммирующие блоки, два усилителя и пороговое устройство, охваченные двумя цепями обратной связи, одна из которьк выполнена в виде ключа, своим выходом соединенного с входом дополнительной суммирующей схемы, введены генератор опорной частоты, формирователь интервала измерения, распределитель импульсов, входы которого соединены с выходом порогового устройства и в параллель с выходом генератора опорной частоты и входе формирователя интервала измерения, выход которого соединен со входе счетчика, а другая Цепь обратной связи выполнена в виде последовательно соединённых делителя и формирователя импульсов, причем входы делителя соединены с выходами распределителя импульсов, причем один из входов - в параллель с входами ключаи счетчика, а входы формирователя импульсов Соединены со входом входной суммирующей схема; кроме того, делитель выполнен

в виде последовательно соединенных логической схемы, делителя частоты и счетного триггера, выходы которого соединены с входами логической схемы и в параллель.с входами формирователя импульсов и выходами распределителя .

На чертежеизображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит дополнитель суммирующую схему 1, усилитель 2, распределитель импульсов 3, генератор опорной частоты 4, ключ 5, счетчик 6, формирователь Интервала измерения 7, входную .суммирующую схему 8, усилитель 9, пороговое устройство 10, формирователь импульсов 11, делитель 12, состоящий из логической схемы 13, делителя частоты 14 и счетного триггера 15.

Устройство работает следующим образом.

На входную суммирующую схему 8 поступает на прямой вход измеряемое напряжё 1ие и на инверсный вход напряжение с выхода формирователя 10. Эта разность усиливается усилителем 9 и поступает на прямой вход суммирующей сх&ш. 1. На ее инверсный вход поступает сигнал с ключа 5. Разности входного и кбмпенсирующего сигналов из . суммирующей-схемы 1 поступает через усилитель 2 н& пороговое устройство 10, которое управляет распределителем импульсов 3. Тактовый вход распределителя импульсов 3 йодключен к генератору опорной частоты 4. Поэтому выходные импульсы распределителя синхронны с опорными импульсами. Выходные импульсы поступают на ключ 5, который.создает компенсационный сигнал в виде среднего значения компенсационных импульсов. Так как амплиФуда и длительность компенсационных импульсов постоянны, среднее значение зависит только от отношения числа выходных импульсов к полному числу .опорных импульсов. Таким образом, входной сигнал преобразуется в это отношение. Счетчик б считает выходЫе импульсы за определенное бгьзовое Время и выдает результат измерения в цифровой форме.

Базовое время определяется формирователем интервала измерения 7, который так же управляется импульсами опорной частоты генератора 4, Амплитуда импульсов на входе ключа 5 постоянна, и среднее напряжение на его ыходе зависит только от коэффициента заполнения, пропорционально ему, и .не зависит от частоты повторения импульсов. На вход А делителя 12 поступают те же импульсы, что и на вход счетчика 6, а на вход В - импульсы генератора 4, которые не пропускаются на счетчик б. Эти импульсы поступают на логическую схему 13. На нее. поступает, также /выходной сигнал делителя 12 со счетного триггера 15...

Этот сигнал определяет, будет ли проходить на вход делителя частоты 14 пропущенная на счетчик 6 или не пропущенная на него последовательность импульсов.

Импульсы, поступающие на вход А, пропускаются только в том случае, если вькод С находится в состоянии

логического нуля. Таким образом.

чем большее число опорных импульсов пропускается на счетчик индикации 6, тем меньше время периода перерыва. Вход В функционирует противоположно описанному, так как сюда поступают

5 импульсы, не пропущенные на счетчик 6 и они пропускаются логической системой 13 в том случае, если выход С находится в состоянии логической , т.е. в периоде включения.

0 Таким образом, перцод включения Т и период перерыва Т выходного сигнала изменяются и, притом таким образом, что коэффициент заполнения точно равняется отношению.числа выходных импульсов преобразователя N, к полному числу опорных импульсов NP, т.е. выполняется следуквдее равенство

время периода сохраняется приближенно постоянным, независимо от величинь N , т.е. средний коэффициент заполнения выходного сигнала делителя 1 1 совпадет сотношением пропущенных и выдаваемых генератором 4, импуль

5 сов. Еще одно .преимущество изобретения состоит в том, что это соответствие выполняется не просто в среднем, а для каждого периода выходного сигнала .

0 Таким образом число, зафиксированное на счетчике 6, пропорционально входному напряжению и при этом обеспечены следующие положительные качества устройства: компенсационное напряжение создается одним единственным генератором, скорость индикации и точность индикации взаимонезавнсимы, частота выходных импульсов преобразователя непрерывно Следует за изменениями измеряемого сигнала, формирователь 10, создающий компенсационный сигнал, работает при больших уровнях сигнала и требования к его быстродействию отсутствуют, к ключу 5 не предъявляются требования высокой

5 точ,ности.

Формула изобретения

одна из которых выполнена в виде клйча, выход которого соединен с входом дополнительной суммирующей схемы, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор опорной частоты, формирователь интервала измерения, распределитель импульсов, входы которого соединены с выходсаи порого-. вого устройства и в параллель с выходом генератора опорной частоты и входом формирователя интервала из.мерения, выход которого соединен со входом счетчика, а другая цепь обратной связи выполнена в виде последовательно соединённых делителя и формирователя импульсов,,причем входы делителя соединены с выходами распределителя импульсов. Причем один из входов - в параллель с входами

(7/

й)

кЛкИа и c4eT4::ttKiaiV а входа формиро1Вателя импульсов соединены со входом входной суммирующей схемы.

2, Измеритель поп, 1, отличающи йс я тем, что делитель выполнен в виде последовательно соединенных логической схемы, делителя частоты и счетного триггера, выходы которого сседйнвны с входами логической схемы в параллель с входами формирователя импульсов и выходами

0 распределителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

2.Александров B.C., Прянишников В.А. Приборы измерения малых напряжений и токов, М., Энергия, 1971, с. 19-20.