Измерительный прибор Советский патент 1981 года по МПК G01D21/02 

1

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано при построении быстродействующих цифровых приборов.

Известен измерительный прибор, состоящий из источника опорного напряжения, делителя опорного напряжения, пороговых блоков, дешифратора и отсчетного блока .

Недостатком данного устройства является отсутствие визуального наблюдения входного сигнала и его уровня относительно диапазона измерения,

Известен также измерительный прибор, состоящий из блока сравнения, генератора пилообразного напряжения, триггера,счетчика импульсов, состоящего из нескольких последовательно соединенных десятичных декад, ключа, блока управления, генератора импульсов и цифрового йтсчетного блока 2j .

Недостатком данного устройства является отсутствие визуального наблюдения входного сигнала аналогового сигнала и его уровня относитзль:но диапазона измерения и недостоверность считывания показания прибора оператором.

Это обусловлено тем, что при дискретном виде представления информации , результат измерения считывается отсчетным цифровым блоком. При этом нет наглядного представления об уровне входного сигнала относительно диапазона измерения, и поэтому оператор не молсвт оценить относительное измерение входного сигнала за неко10торый интервал наблюдения, что приводит к невозможности корректировки, оператором анализируемого процесса. Кроме того, при равенстве 9 чисел соответственно в-младшей п декаде; п и (п-1) декадс1х; п. (п-1) и (п-2)

15 декадах, ..., (л-1),... (n-m) декадах быстродействующих приборов изменение результата измерения на 1 из-за колебания входного сигнала

20 или из-за наличия погрешности дискретности приводит к мельканию на цифровом отсчетном блоке результата преобразования. Это в свою очередь приводит к недостоверному считыва25нию результата измерения.

Цель изобретения - повышение достоверности считывания результатов измерения.

Поставленная цель достигается тем, 30 что в измерительный прибор, содержащий блок сравнения, генератор пилообразного напряжения, триггер, счетчик импульсов, состоящий из п последовательно .соединенных декад, ключ, блок управления, генератор импульсов и цифровой отсчетный блок, причем блок управления соединен с генератором пилообразного напряжения, нулевым входом триггера и нулевым входом счетчика, второй вход которого соединен с ключом, второй вход ключа соединен с выходом триггера, а входы блока сравнения соединены с выходами соответственно генератора пилообразного напряжения, источником входного сигнала и единичным входом триггера дополнительно вводятся блок синхронизации, дешифратор, блок анализа, делитель, формирователь разрешения, регистр памяти, формирователь диапазона и индикатор аналогового диапазона, который через формирователь диапазона соединен с выходом старшей декады счетчика, выходы п декад которого соединены с входами дешифратора и формирователя разрешения, а через последовательно соединенные формирователь разрешения и регистр памяти с цифровым отсчетным блоком, входы блока анализа соединены с выходами дешифратора, а выход, через делитель соединен с (n-J-l) входом формирователя разрешения, причем выход блока синхронизации . соединен со входами блока управления Формирователя диапазона и вторыми вхдами делителя и регистра памяти, а выход генератора импульсов соединен со входом ключа. Причем дешифратор состоит из п элементе И.

На чертеже представлена блок-схема измеритильного прибора.

Измерительный прибор состоит из генератора 1 пипообразного напряжения, блока 2 сравнения, триггера 3, счетчика 4, состоящего из п декад 5-7, в данном случае , ключа 8, генератора 9 импульсов, блок 10 управления, дешифратора 11, состоящего из п элементов И 12-14, в данном случае , блок 15 анализа,, делителя 16, формирователя 17 разрешения, регистра 18 памяти, цифрового отсчетного блока 19, индикатора-20 аналогового диапазона, формирователя 21 диапазона, блока 22 синхронизации.

Вход 23 является входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу поступающему из блока 22 синхронизации в нулевое состояние устанавливается счетчик 4,триггер 3, регистр 18 памяти, делитель 16 и запускается генератор 1 пилообразного напряжения. Генератор 1 пилообразного напряжения формирует линейно-изменяющееся напряжение, сравниваемое блоком 2 сравнения с

входным напряжением, поступагадим на вход 23. Одновременно от момента запуска генератора 1 пилообразного напряжения до момента равенства Ug5( ч IpaiiB счетчик 4, состоящий из р последовательно соединенных декад 5-7, через ключ 8 с генератора 9 импульсов поступают счетные импульсы. Число счетных импульсов во временном интервале от запуска схемы до моменQ та равенства входного ) напряже-г

ния и напряжения развертки Upogg пропорционально входному сигналу Ug . Результат преобразования из счетчика 4 через формирователь 17 разрешения поступает на регистр 18 памяти, который считывается цифровым отсчетным

блоком 19.

Одновременно со считыванием результата измерения цифровым блоком 19 код старшей декады 7 поступает на

0 формирователь 21 диапазона, формирует развертку в зависимости от уровня входного сигнала, которая поступает на индикатор 20 аналогового диапазона. Индикатор 20 обеспечивает визуальное наблюдение аналогового входного сигна.ла и его уровня относительно диапазона измерения.

При равенстве 9 чисел соответственно в младшей декаде 5, в декадах 5

и 6, в декадах 5,6 и 7 и т.д. срабатывают элементы И 12-14 дешифратора 11. Блок 15 анализа при наличии одного из перечисленных условий выдает сигнал на делитель 16, который разрешает прохождение кода счетчика 4 через формирователь 17 разрешения на регистр 18 памяти, с частотой, которая в п раз меньше частоты преобразования входного сигнала.

Таким образом, при изменении результата измерения на 1 из-за колебания входного сигнала или из-за наличия погрешности дискретности устраняется мелькание цифр цифрового отсчетного устройства, что значительJ но увеличивает достоверность считывания оператором результата измерения.

Использование новых элементов блока синхронизации, дешифратора,

п блока анализа, делителя, формирователя разрешения, регистра памяти, формирователя диапазона и индикатора аналогового диапазона выгодно отличает указанный прибор от известных, так как позволяет повысить производительность работы оператора и достоверность считывания результатов измерения при оперативном контроле анализируемых процессов. Это обусловлено тем, что одновременно с дискретным представлением информации на табло отображается аналоговое значение входноуо- сигнала и его уровня относительно измеряемого диапазона. Кроме того, достоверность считывания результатов измерения оператором при высоком быстродействии цифрового прибора, когда число равно 9 в младшей п декаде, п и (п-1) декадах, п, (п-1) и {п-2) декадах значительно повышается за счет устранения мелькания цифр на табло из-за изменения результата измерения на 1, обусловленного изменением входного сигнала или лаличием погрешности дискретности.

Формула изобретения

1, Измерительный прибор, содержащий блок сравнения, генератор пилообразного напряжения, триггер, счетчик импульсов, состоящий из последовательно соединенных декад,ключ блок управления, генератор импульсов и цифровой отсчетный блок, причем блок управления соединен с генератором пилообразного напряжения, кулевым входом триггера и нулевым входом счетчика, второй вход которого соединен с ключом, второй вход ключа соединен с выходом триггера, а входы блока сравнения соединены с выходами соответственно генератора пилообразного напряжения, источником входного сигнала и единичным входом триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности считывания результата измерения, в него дополнительно введены

блок синхронизации, дешифратор, блоканализа, делитель, формирователь разрешения, регистр памяти, формирователь диапазона и-индикатор аналогового диапазона, который через формирователь диапазона соединен с выходом старшей декады счетчика, выходы п декад которого соединены с входами дешифратора и формирователя разрешения, а через послед.овательно соединенные формирова0тель разрешения и регистр памяти с цифровым отсчетным блоком, входы блрка анализа соединены с выходами дешифратора, а выход, через делитель с (п + 1) входом формирователя разре5шения, причем выход блока синхронизации соединен со входами блока управления, Лоомиоователя диапазона и вторыми входами делителя и регистра памяти, а выход генератора импульсов

0 соединен со входом ключа.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что дешифратор состоит из п элементов И.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Шляндин В.М. Цифровые электроизмерительные приборном., Энергия, 1972, с. 191.

2.Полупро.водниковые кодирующие

0 и декодирующие преобразователи. Под ред. Смолова В.Б. Л., Энергия, 1967, с. 133-134.