Цифровой измеритель отрицательных приращений аналогового сигнала Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54) ЦИФ РОВОЙ ИЗ ЕРИТЕЛЬ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ПРИРАЩЕН -Ш АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА

I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения разности между двумя последовательными значениями контролируемого сигнала.

Известно устройство для сравнения амплитуд электрических сигналов, которое предназначено для сравнения уровней двух сигналов, одновременно подающихся на входы устройства, и не способно контролировать изменение сигнала во времени l .

Известен также цифровой измери таль приращения напряжения, работа которого основана на нормировании контролируемого сигнала U(t) по знаку и уровню с помощью управляемого инвертора и нормализующего делителя с переменным коэффициентом деления и запоминания нормализованного сигнала в цифровом виде. Причем коэффициент деления 10 нормализующего делителя кратен 10 и автоматически выбирается минимальньм из

условия 1 .), ,1,2,...к. При подача на вход измерителя нового значения контролируемого сигнала Uy(t2) процесс нормализации повторяется с прежним коэффициентом деления, если 1, или с другим, большим коэффициентом, для которого удовлетворяется последнее неравенство. В этом случае запомненное значение нормализованного сигнала подвергается дополнительной нормировке.

Таким образом, в итоге оба значения контролируемого сигнала всегда оказыв-аются нормированы одинаковым весовым коэффициентом 10.

Сигнал Ux(t) сравнивается в нуль-органе с суммой )/10 ± ±&и, где ди - сигнал кo meнcaтopa меняющийся до тех пор, пока указанная сумма не становится равной U(t2)/10 таким образом:

ц-лП- ii iJxag}

- о 1о После окончания измерения уетройство управления высвечивает на индикаторном блоке знак, коэффициент деления 10 и сигнал AU, произведение Которых соответствует с точностью дискретизации абсолютной величине разности измеренных значений контролируемого сигнала. Это устройство измеряет абсолютную вели чину разности двух последовательных значений контролируемого сигнала и не позволяет автоматически опр делять относительную величину контролируемого приращения сигнала. Это приводит к необходимости производить дополнительные расчеты на основании формулы NoTHoc-T OO o, где X ггервопачальйЪе значение контролируемого сигнала} абсолютная разность двух значений сигналов, определяемая измерителем 27, Недостаток этого устройства низкое быстродействие, так как наличие ручных расчетов приводит к у личению вероятности ошибок, связан ных с утомлением оператора, а та.кже не позволяет создать полностью автоматизированных линий или приборов, где относительно приращение с нала является промежуточной информ цией, Цель изобретения - повьшение бы стродействияо Поставленная цель достигается т что в цифровой измеритель отрицательных приращений аналоговых сигн лов, содержащий блок индикации, ну орган, БыХод которого соединен со входом блока управления первый вых последнего соединен со входом компенсатора, введены reftepaTop тактовых импульсов, ключ, блок запоминания уровня, компенсатор, реверсивный счетчик и коммутатор, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала и первым входом 1уль-органа, второй вход соединен со вторым выходом блока управления, а выход подключен к первому входу блока запоминания уровня, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управг 55

ления, а выход соединен с управляющим входом компенсатора, импульсный вход которого подключен ко входу вычитания реверсивного счетчика и

чей и резистивной матрицы с весами сопротивления 4-2-1-2„

В момент, когда ступешшто нарастающее напряжение, сравниваемое 4 через ключ подключен к генератору тактовых импульсов ,, при этом выход соединен со вторым входом нуль-органа, причем четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом кгаоча, а пятый выход, подключен через реверсивный счетчик к блоку индикации. На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя отрицательных приращений аналогового сигнала. Цифровой измеритель содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 индикации, реверсивный счетчик 3, компенсатор 4 с управляющим входом 5 и импульсным входом б, ключ 7, нуль-орган 8, коммутатор 9, блок 10 управления, блок П запоминания уровня. Устройство работает следующим образом. Перед началом очередного цикла измерения блок 10 управления обнуляет блок 11 запоминания уровня и компенсатор 4, запирает ключ 7 и записывает в реверсивный счетчик 3 число 100. При подаче на вход измерителя первоначального значения контролируемого сигнах(а U у( t ) блок 10 управления замыкает коммутатор 9 и блок 11 запоминания уровня запоминает сигнал Uy(t ) и сохраняет его до конца цикла измерения. Одновременно на выходе блока 11, подключенном к управляющему входу 5 компенсатора 4, появляется напряжение, равное запомненному, и блок 10 управления вновь размыкает коммутатор 9. В момент следующего опроса контролируемого сигнала блок 10 управления открывает ключ 7 и тактовые импульсы поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 3, а также на ш-шульсный вход 6 компенсатора 4, вырабатывающего ступенчата увеличивающееся напряжение, величина каждой ступени которого равна 0,01 от напряжения,, предлагаемого к управляющему входу 5 компенсатора 4. Компенсатор может быть выполнен, например, в виде счетчика, работающего в коде 1-2-4-2, и связанного с ним дифроаналогового преобразователя, выполненного на основе электроянык клю5в нуль-органе 8 с контролируемым сигналом Uj(U2.) превышает последний нуль-орган 8 срабатьшает, и блок 10 управления закрывает ключ 7, пре рьшая тем самым поступление тактовых импульсов на компенсатор 4 и реверсивный счетчик 3. При этом чи ело, оставшееся после вычитания в реверсивном счетчике, равно величине отрицательного приращения контролируемого сигнала, выраженной в процентах от первоначального уров ня сигнала. При необходимости можно повысить точность определения относительной величины приращения путем увеличе,ния количества разрядов реверсивного счетчика и числа десятичных декад компенсатора, что позволяет производить измерения с точностью до десятых, сотых и т.д. долей про цента, В качестве блока запоминания.уро ня можно использовать, например, любой цифроаналоговый преобразователь с достаточно мелким шагом дискретизатщи или блок, основанный на запоминающей емкости и транзисторной схеме с большим входным сопроти влением. Блок управления может быть вьтолнен, например, на основе триг- гера и трех мультивибраторов, последовательно задающих режим работы устройства. Предлагаемый измеритель отличаетj ся от известных простотой и возможностью измерять и регистрировать любые отрицательные приращения контролируемого сигнала в процентах от исходного значения. Устройство может быть использовано в заводских стендах для контроля напряжения источников питания, снижающегося при увеличении нагрузки, поскольку существует необходимость определять нагрузочную способность источников при различных уровнях ;выходного напряжения. 0Предлагаемый измеритель может быть также использован -при расчете влажности материалов по соотношению весов влажного и высушенного материала, контроле качества сосковой резины и т.д. Формула изобретения Цифровой измеритель отрицательных приращений аналогового сигнала, содержащий блок индикации, нуль-орган, выход которого соединен со входом блока управления, первый выход последнего соединен со входом компенсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены генератор тактовых импульсов, ключ, блок запоминания уровня, компенсатор, реверсивный счетчик и коммутатор, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала и первьм входом нуль-органа, второй вход соединен со вторым выходом блока управления, а выход подключен к первому входу блока запоминагшя уровня, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход соединен с управляющим входом компенсатора, импульсный вход которого подключен ко входу вычитания реверсивногосчетчика и через ключ подключен к генератору тактовых импульсе ;, при этом выход соединен со вторым входом нульоргана, причем четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом ключа, а пятый выход подключен через реверсивный счетчик к блоку индикацииИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 230516, кл. Н 03 К 13/02, I6.1K67. 2.Авторское свидетельство СССР 2190U9, кл. G 01 R 19/12, 27.11.67.