Устройство для измерения напряжения Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГТРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах преобразования непрерывной информации в дискретную, например в цифровых вольтметрах.

Известно устройство для измерения напряжения, выполненное в виде преобразователя напряжения - цифровой код, содержащее формирователь сигнала за- писи, трансформатор с одной обмоткой и двумя выходньпииобмотками, магнитотранзисторный генератор имп ульсов и вентили 1.

Недостатком устройства является 15 то, что управление преобразователей осуществляется по двум раздельным командам: записи и считывания, что npH- водит к усложнению всего измерительного устройства в целом.20

Известно устройство для измерения напряжения, содержащее счетный блок, блок индикации, преобразователь аналог-код, выполненный на магнитном сердечнике с обмоткой, один конец которой через первый и второй элементы И подсоединен к шинам источников записи и списывания, а другой соединен с второй шиной источника записи , и с коллектором транзистора, подсо- 30

единенным к первому входу перв.ого элемента И-НЕ, к входу линии задержки и к выходу третьего элемента If. Эмиттер транзистора подключен к второй шине источника списыва ния, а база соединена с делителем напряжения, подсоединенным в источнику списывания. Первый вход третьего элемента И соединен с линией задержки, а второй.вход йодсоединен к источнику списывания 21.

К недостаткам его следует отнести невысокую помехоустойчивость и значительную погрешность измерения, поскольку устройство имеет формироватёЛй запкаа и Гспйсыванйя, а также счетный блок, выполненные в виде отдельных узлов, которые требуют индивидуальной настройки и вносят каждый свою погрешность, входящую в суммарную погрешность устройства измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения и помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения напряжения, содержащее счетный блок, блок индикации, преобразователь А алог-код, выполненный на магнитном сердечнике с обмоткой, транзистор,

738148 делитель напряжения, три элемента И элемент И-НЕ, линию задержки, введе ны генератор импульсов, четыре триг гера, два дополнительннх элемента И-НБ, дополнительный элемент И. При S - входы первого и второго триггеров соединены с шиной источни ка пусковых сигналов, единичный выход первого триггера - с вторым вхо дом первого элемента и, единичный выход второго триггера - с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с вых дом генератора импульсов, а выход с управляющим входом счетного блока Выход первого элемента И-ЧЕ связан с управляющим входом блока индукци и с R-входом второго триггера, единичный выход третьего триггера с вторым входом второго элемента И и с первым входом первого дополните ного элемента И-НЕ, второй вход кот рого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с S-входом чет вертого триггера, един:ичный выход kottiporo Соединен с вторым входом первого элемента И-НБ. Нулевой выхо третьего триггера связан спервым Входом второго дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соёдйнен с одним из выходов счетного блока, а выход - с R-входом первого триггера, с S-входом третьего триггера и установочным входом счет ного блока. . . Структурная электрическая схема устройства приведена на фиг. 1. На фиг. 2 представлена статическая пря У1 опбная петля гистерезиса, поясняю щая работу устройства. Устройство для измерения напряжения содержит счетный блок 1, блок 2 индикации, магнитый сердечник 3 с обмоткой, элементы И 4-7, транзистор 8, элементы И-НЕ 9, 10, 11, линию 12 задержки, делитель 13 напряжения, триггеры 14-17, генератор 18импульсов, шины 19 пусковых сигн лов. Устройство работает следующим образом. При полаче сигнала пуск по шийе 19пусковых сигиалов триггеры 14 и 15 переходят в единичное состояние и подготавлинают к работе элементы 4 и 7 соответственно. 4eg)e §й&мёит И 4 магнитный сердечник 3 в течение ЬпреДелённого времени перемагничивается по частной петле гистерезиса в направлении + Вт до какой-либо промежуточной величины Вг источнико записи (Uy). Через элемент И 7 импульсы стабильной частоты с генерат ра 18 поЬтупают на вход счетного блока 1. По достижении счетным блоком 1 значения срответствутеиего счётного TPsfslssWai, подключенного к второму ХОЛУ элементаи-НЕ 11, последний

4 срабатывает и выдает сигнал, ,которы переводит триггер 14 в нулевое состояние и, воздействуя на установочный вход счетного блока 1, приводит его в исходное положение. Таким образом, триггер 14 определяет врется записи измеряемого напряжения (Uy). Элемент И-НЕ 11 также переводит в единичное состояние триггер 16, который сигналом, поступающим с нулевого плеча, закрывает элемент И-НЕ .11, а сигналом, поступающим с единичного плеча, подготавливает к работе элемент И 5. Через элемент И 5 магнитный сердечник 3 начинает перемагничиваться в исходное состояние источником списывания (U.„„. ), а счетный блок 1, приведенный в исходное положение сигналом с элемента И-НЕ 11, начинает заполняться заново импульсами стабильной частоты, поступающими с генератора 18 через элемент И 7. Временной интервал между моментом подачи сигнала считывания и моментом окончания процесса перемагничивания магнитного сердечника 3 пропорционален преобразуемому напряжению, который счетным блоком 1 преобразуется в количество импульсов, пропорциональное измеряемому напряжению (U), Когда процесс перемагничивания магнитного сердечника 3 в исходное состояние заканчивается и он входит в яасышение, транзистор 8 генерирует сигнал,поступающий на первый вход элемента И-НЕ 9, на втором входе которого имеется разрешающий сигнал, поступающий с единичного плеча триггера 17, которьай на данный момент был переведен в единичное состояние сигналом с элемента И-НЕ 10. Сигнал с элемента И-НЕ 9 является сигналом окончания процесса считывания, который, поступая наR-вход триггера 15, переводит его в нулевое состояние. Триггер 15 прекращает поступление импульсов стабильной частоты с генератора 18 иа вход счетного блока 1. Сигнал с элемента И-НЕ 9 подается также на управляющий ,вход блока 2 индикации, который выдает на цифровое табло информацию, зарегистрированную 8 счетном блоке 1, величина которой пропорциональна измеряемому напряжению, Для уменьшения погрешности преобразователя необходимо полное перемагничивание сердечника до исходного состояние. Эти фуйкции выполняют линии 12 задержки и элемент И б, В момент окончания процесса перемагничивания сигнал с транзистора 8 поступает на вход элемента И-НЕ 9 и на вход линии 12 задержки. Пройдя линию , этот сигнал открывает элемент И 6, шунтирующий транзистор 8, при этом к обмотке магнитного

ердечника прикладывается напряжение сточника списываний (. магитный сердечник интенсивно заканчиает полное перемагничивание по проольной петле гистерезиса.

Для повышения помехоустойчивости j аботы устройства для измерения напряже11ия в схеме используется элемент И-НЕ 9 с новыми связями.

При изменении индикации магнитного сердечника ЁГ до ЙН ИНДУКТИВ- AQ ное сопротивление обмотки мало и транзистор 8, реагирующий на состояние сердечника, генерирует сигнал, который поступает на элемент И-НЕ, на его другой вход проходит сигнал с единичного плеча триггера 17, При этом на выходе элемента И-НЕ 9 си гнала нет, так как в момент достижения счетным блоком 1 значения соответствующего счетного разряда, подключенного к одному из входов эле- 20 мента И-НЕ 11, последний переводит к единичное состояние триггер 16, который подготавливает к работе элемент И-НЕ 10.

Элемент И-НЕ 10 выдает сигнал 25 на выходе только с приходом следующего импульса, поступающего с генератора 18, так как счетный блок 1 изменяет свое состояние по заднему фронту импульсов, поступающих на его 30 вход.

Сигнал с элемента И-НЕ 10 переводит триггер 17 в единичное состояние, подготавливая к работе элемент И-НЕ 9. 35

Этим обеспечивается надежная работа устройства и повышается его помехозащищенность.

На этом процесс измерения напряжения, поступающего на вход устройст-... ва (Uy) , заканчивается. Далее процесс измерения повторяется - на вход устройства подается измеряемое напряжение (Uj) , схема приводится в исходное состояние, подается команда Пуск .

Использование устройства позволяет по сравнению с известными устройствами использовать счетный блок в качестве формирователя записи и списывания и регистрирующего устройства,50 что существенно повышает точность измерения, использование первого элемента И-НЕ на выходе, преобразователя и триггеров управления повышает помехозащищенность устройства. 55

Формула изобретения

Устройство для измерения напряжения, содержащее последовательно соединенные блок индикации и счетный блок,gQ

преобразователь аналог-код,- выполненный на магнитном сердечнике с обмоткой, первый выход которой через первый и второй элементы И подсоединен к первым шинам источника записи и списывания, а-второй вывод соединен с второй шиной источника записи и с коллектором транзистора, подсоединенным к первому входу первого элемента И-НЕ, к входу линии задержки и к выходу третьего элемента И, эмиттер транзистора подсоединен ко ёторой шине источника списывания, а база соединена с выходом делителей напряжения, подбоединенным к шинам источника списывания, первый вход . iтретьего элемента И,соединён с выходом линии задержки, а второй вход подсоединен ко второй шине источника списывания, отличающееся тем, что, с целью повышени точности измеренияи помехоустойчивости, в него введены генератор импульсов, четыре триггера, два дополнительных элемента Й-НЕ, дополнительный элемент И, причем S-входы первого и второго триггеров соединены с шиной источника пусковых сигналов, единичный выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И, единичный выход второго триггера соединен с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом генратора импульсов, а выход соедийен с управляющим входом счетного блока, выход первого элемента И-НЕ соединен с управляющим входом блока индикации и с R-входом второго, триггера, единичный выход третьего триггера соединен с вторым входом второгб элемента И и с первым входом первого дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора импу льсов, а выход соединен с S-входом четвертого триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом первого элемента-И-НЕ, .нулевой выход третьего триггера соединен с первым входом второго дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с одним из выходов счетного блока, а выход соединен с R-входом первого триггера с S-входом третьего триггера и установочным входом счетного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 244737, кл. G Об j 3/00, 1568.

2.Авторское свидетельство. СССР 350165, кл. Н 03 К 13/2,0, 1970 (прототип),

738148