Способ измерения постоянных напря-жЕНий и уСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТ-ВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯ/ХЕНИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ющего во времени напряжения, который образован последовательно соединенными интеграторами и суммирующим уст ройством, входы которого соединены с выходами интеграторов, выход которого соединен со вторым входом устг |ройства сравнения 1. Недостаток способа и устройства для его осуществления обусловлен воз можностью измерения постоянных напря жений только одного знака, Цель изобретения - преобразование разнополярных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения постоян ных напряжений осуществляют удвоение амплитуды развертывающего напряжения, а в первом такте интегрируют также опорное напряжение положительной полярности, а в устройство для . осуществления этого способа введены дополнительный ключ, источник образцового положительного напряжения.и удвоитель напряжения,включенный межд выходом формирователя развертывающего напряжения и вторым входом устройства сравнения, причем выход допо нительного ключа соединен с выходом первого ключа, первый вход - с выходом источника образцового положитель ного напряжения, второй вход - с дополнительным выходом блока формирования периода интегрирования опорных напряжений, дополнительный вход которого соединен с шиной старт. На фир. 1 представлена временная диаграмма, поясняющая принцип действия предлагаемого способа измерения постоянных напряжений; на фиг. 2 блок-схема устройства для осуществления способа. Временная диаграмма (фиг.1) состоит из развертывающего во времени напряжения 1, изменяющегося по фор.муле:U.(t) (1- у) t 2, проинтегрированного напряжения 2, времени 3 интегрирования измеряемого постоянного напряжения, времени 4 и 5 ийтегрирования опорных разнополярных напряжений. Устройство.для осуществления способа (фиг.2) содержит интегратор б, построенный на операционном усилителе с емкостной обратной связью, ключи 7-9, шину 10 измеряемого постоянного напряжения, источник 11 образцового положительного напря жения, источник 12 опорного нёшряжения,. ключ 13, формирователь 14 развертывающего напряжения , удвойтель 15 напряжения, блок 16 управле ния с устройством 17 формирования периода интегрирования измеряемого, напряжения и генератором 18 заполняющих импульсов образцовой частоты, блок 19 формирования периода интегрирования опорных напряжений, компаратор 20, устройство 21 сравнения, шина 22 старт, шина 23 стоп и цифровой измеритель 24 временного интервала, состоящий из вентиля и счетчика, с выхода которого снимается результат измерения цифровой, код. Измерение постоянных напряжений осуществляется в два такта. В течение первого такта происходит интегрирование измеряемого постоянного напряжения и образцового напряжения положительной полярности и развертывание во времени напряжения 1. В момент времени t при достижении проинтегрированным напряжением 2 развертывающего во времени напряжения 1 заканчивается первый такт. Для этого момента времени записано уравнение |( u)t; (i-ii-)t откуда время первого такта равно . «.Ч-1;Во время второго такта происходит интегрирование измеряемого постоянного напряжения и опорного напряжения отрицательной полярности. Второй такт длительностью t,, заканчивается при равенстве проинтегрированных напряжений 2 в первом и втором-тактах |(Uy +Uo)t + |(U/- Uo)t2 0, откуда время второго такта, т.е. время 5, в течение которого интегрировалось -опорное напряжение отрицательной полярности, равно UQ + Цх t о X Подставляя значение t 2 2U Результат измерения выразится менным интервалом t + Окончательный результат измерепутем заполнения временного ервала импульсами образцовой тоты можно выразить t Lk, Т &t ,Uo дГц N - цифровой код измеряемого напряжения; 6tM - длительность импульсов образцовой частоты. Работа устройства для осуществлеспособа происходит в два такследующим образом. При поступлении на шину 22 старт импульса устанавливается в ноль цифровой измеритель 24 временного интервала и запускает генератор 18 импульсов образцовой частоты блока управления. Импульсы образцовой частоты поступают в устройство 17 формирования периода интегрирования измеряемого напряжения, которое формирует интервал времени длительностью Т, равной целому числу периодов сигнала помехи переменного тока В реэультате этого измеряемое напряжение с шины 10 через ключ 7 поступа ет на вход интегратора б, а опорное напряжение отрицательной полярности источника 12 опорного напряжения через ключ 13 - на вход формирователя 14 развертывающего напряжения. По,сигналу старт также срабатывает блок 19 формирования периода интегрирования опорных напряжений, подключая ко входу интегратора б через ключ 8 образцовое напряжение положительной полярности источника 11. Происходит совместное интегрирование измеряемого напряжения и образ цового напряжения положительной поля ности. Напряжение формирователя 14 развертывающего напряжения удваивает ся блоком 15.. Первый такт заканчивается при равенстве напряжений на выходе интегратора 6 и выходе удвоителя 15. В. этот момент устройство 21 сравнения вырабатывает импульс, по сигналу которого блок 19 формирования периода интегрирования опорных напряжений через ключ 8 отключает образцовое напряжение положительной полярности источника 11 и через ключ 9 подключает ко входу интегратора б опорное напряжение отрицательной полярноети источника 12. Происходит совместное интегрирование измеряемого напря жения и опорного напряжения отрицательной полярности. Второй тактзаканчивается при достижении напряжения на выходе интегратора уровня срабатывания компаратора 20. В-этот момент на шине 23 образуется стоп импульс.по сигналу которого блок 19 формирования опорных напряжений отключает опорное напряжение отри- . цательной полярности источника 12 от входа интегратора 6. Так же отключается измеряемое напряжение от входа интегратора и опорное напряжение отрицательной полярности от входа формирователя 14 развертывающего во времени напряжения. Временной интервал, получаемый на выходе блока 19 формирования Периода интегрирования опорных напряжений, в цифровом измерителе 24 временного интервала заполняется импульсами генератора 18 импульсов образцовой частоты, в результате чего на выходах цифрового измерителя 24 формируется цифровой код, прямо пропорциональный измеряемомунапряжению. Формула изобретения 1.Способ измерения постоянных напряжений по авт. св. № 744978, отличающийся тем, что, с целью преобразования разнополярных напряжений, осуществляют удвоение амплитуды развертывающего напряжение, а в первом такте интегрируют также опорное напряжение положительной полярности. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающее с я тем, что введены дополнительный ключ, источник образцового положительного напряжения и удвоитель напряжения, включенный между выходом формирователя развертывающего напряжения и вторым входом устройства сравнения, причем выход дополнительного ключа соединен с выходом первого ключа, первый вход - с выходом источника образцового положительного напряжения, второй вход - с дополнительным выходом блока формирования периода интегрирования опорных напряжений, дополнительный вход которого соединен с шиной старт. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 744978, кл. Н 03 К 13/20, 25.05.78.