Цифровой вольтметр Советский патент 1981 года по МПК G01R19/06 

(54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при измерении напряжения, из маняющзгося во времени.

Известен цифровой вольтметр, выполненный с компенсационной автокорреляцией . Измеряемое напряжение в нем подключают через переключатель к преобразователю напряжение-код (ПНК), производят измерение, эапи сывают в память вычислительного устройства и подают на преобразователь код-напряжение (ПКН). С выхода ПКН напряжение вновь подаю на вход ПНК и выполняют-повторное преобразование. Определяют разность кодов, полученных в первом и втором такте.

Далее код, соответствующий значению Иц,суммируют с полученной разностью (результат первого приближения). Затем весь процесс повторяется, и подобным образом получают результаты приближения

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является циф ровой вольтметр, вход которого через нуль-орган подключен к одному

входу триггера и входам линий задержек. Второй вход триггера подключен к выходу первого нуль-органа, один из входов которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, вход которого через формирователь, линию задержки и диод подключен к выходу второго триггера, второй выход которого подключен к диодной матрице и первому ключу. Выход первого триггера подключен к одному входу второго ключа, выход которогоподключен к регистру счета, а второй вход ключа подключен к генератору

импульсов. Выход третьего ключа

подключен к вспомогательному регистру, выходы которрго подключены к входам матрицы, выходы которой соединены с одними входами ключей, а на

другие входы подключены выходы источника образцовых напряжений. Выходы ключей с четвертого по одиннадцатый соединены и подключены ко второму нульОргану

в первом цикле работы вольтметра преобразуется входное напряжение и результат заносится в регистр счета. Одновременно заносится информация в вспомогательный регистр (соответствующая трем CTajMiaiM разрядам) .

Во втором цикле в зависимости от cocTOStmH вспомогательного регистра возбуждается определенная горизонтальная шина в матрице. Запирается входной ключ и открывается оди из ключей, который подключает соответствующее образцовое, напряжение к ИНК. К содержимому регистра счета прибавляется среднее значение кода в одном из восьми интервалов, в котором расположен U , полученный в первом цикле.

Затем кодируется выбраа.лое образцоное напряжение и получаемый код вычитается из содержимого регистра счета .2 .

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие.

Цель изобретения - повьдаение бысродействия цифрового вольтметра.

Поставленная цель достигается тем, что а вольтметр, содержащий источник образцовых напряжений, блок кодирования, генератор линейно изменяющегося напряжения, подключенны к первым входам первого и второго измерительных компараторов, второй вход первого компаратора соединен с входной клеммой, второй вход второго компаратора - с общеВ шиной вольметра, выход первого компаратора подключен к входу первого триггера, выход второго компаратора - к входу , второго триггера, выходы триггеров соединены соответственно с двумя входами элемента совпадения, третий вход которого соединен с генератором импульсов, выход со счетным входом счетчика, вводятся корректирующие компараторы, формирователи и дополнительные элементы совпадения, причем выходы источника опорного напряжения подключены к первым входам корректирующих компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выходы через формирователи соединены со входами кодирующей матрицы, подключенной к установочным входам счетчика чере первые входы дополнительных элементов совпадения, вторые входы которы;с соединены с выходом первого тригера.

. На чертеже представлена блок-схе ма цифрового вольтметра.

Схема содержит источник 1 образцового напряжения, корректирукмцив компараторы 2, формирователи 3, кодирующую матрицу 4, генератор 5 пилообразного напряжения, измерительные компараторы 6, 7, триггеры 8 и 9, элемент 10 совпадения, генератор 11 импульсов, дополнительные элементы 12 совпадения и счетчик 13

Устройство работает следунадйм образом. .

ИмпульсомСброс (с) триггеры 8 и 9 и счетчик 13 устанавливаются в ну-, левое состояние.

С приходом импульса пуск генератор 5 пилообразного напряжения начинает формиро;вать линейно изменяющееся напряжение и при сравнении с нулевым потенциалом срабатывает компаратор 7, устанавливается в единичное состояние триггер 9 и начинается счет импульсов образцовой частоты, поступающей на счетчик через элемент 10 совпадения. Линейно изменяющееся напряжение поступает так же на корректирующие компараторы 2. При сравнении мгновенных значений линейно изменяющегося напряжения с образцовыми напряжениями компараторы 2 формируют перепады напряжений, которые формируются формирователями 3 и через кодирующую матрицу 4, открытые элементы совпадения 12 устанавливают в счетчике числа, соответствующие значениям образцовых напряжений. При сравнении линейно изменяющегося напряжения с

5 и срабатывает компаратор б, триггер 8 устанавливается в единичное состояние, прекращается счет импульсов в счетчике 13.

В моменты коррекции погрешность от нелинейности и крутизны преобразования отсутствует.

Предлагаемое устройство обладает высоким быстродействием, так как измерение и коррекция осуществляется

в одном цикле.

Формула изобретения

Цифровой вольтметр, содержаний

источник образцовых напряжений, блок

кодирования, генератор линейно изме0 няюздегося напряжения, подключенный к п1ервым входам первого и второго измерительных компараторов, второй вход первого компаратора соединен с входной клеммой, второй вход второго компаратора - с общей шиной вольтметра, выход первого компаратора подключен к входу первого триггера, выход второго компаратора к входу второго триггера, выходы триггеров соединены соответственно с двумя входами элемента Совпадения, третий вход которого соединен с генератором импульсов, выход - со счетным входом счетчика, о т л и ч -а ю-щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен корректирующими компараторами, формирователями и дополнительными элементами совпадения, причем выходы источника опорного напряжения подключены к первым входам корректирующих компараторов, вторые входы которых соединены с выходом генератрра линейно изменяющегося напряжения, а выходы через формирователи соединены со входами кодирующей матрицы,

подключенной к установочным входам счетчика через первые входы дополнительных элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходом первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 69.

2.Авторское свидетельство СССР 147107, кл. Н 03 К 13/20, 1960.