Цифровой интегрирующий вольтметр Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к области -цифровой электроизмерительной технике . Известен цифровой интегрирующий вольтметр по основному авт.св. 716005, содержащий интегратор, бло сравнения, источник образцового напряжения, электронный переключатель, дополнительный интегратор,блок сброс триггер,генератор тактовых импульсов и цифровой блок. Недостатком такого устройства является большая погрешность от дрейфа нуля интегратора, что определяет низкую точность вольтметра. Цель изобретения - повьвиёние точности устройства. Поставленная цель достигается тем что в цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий интегратор, блок сравнения, источник образцового напряжения, электронный переключатель, дополнительный интегратор, блок сбро са, триггер, генератор тактовых импульсов и цифровой блок, причем выхо ды интеграторов связаны с вхьдами блока сравнения, выход блока сравнения соединен С одним из раздельных входов триггера, второй вход триггера подсоединен к выходу генератора тактовых импульсов; выход триггера связан с входом блока сброса, с управляющим входом электронного переключателя и с входом цифрового блока; выход блока сброса соединен с входом Сброс дополнительного интегратора; первый вход интегратора через электронный переключатель связан с выходами источника образцового напряжения, второй вход дополнительного интегратора непосредственно соединен с одним из выходов источника образцового напряжения, введены модулятор и триггер, причем выход модулятора соединен с первым входом интегратора и;: с вторым входом дополнительного интегратора, управляющий вход модулятора соединен с выходом триггера, вход которого подсоединен к выходу генератора тактовьах импульсов. На фкг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Ци( интегрирующий вольтметр содержит интегратор 1, блок сравнения 2, источник образцового напряже-. НИН 3, электронный переключатель 4, дополнительный интегратор 5, блок сброса 6, основной триггер 7, геяератор тактовых импульсов, 8, цифровое устройство 9, модулятор 10 и дополнительный триггер 11.

На временных диаграммах работы устройства (фиг.2) приведены: измеряемое напряжение Uy,. напряжение дрейфа интегратора 1 (фиг. 2а); импульсы тактовой частоты (фиг.2б); Напряжение на выход модулятора (фиг. 2в); напряжение на входах блока сравнения (фиг.2г); напряжение на выходе блока сравнения (фиг.2д); напряжение на выходе первого триггера (фиг.2е); образцовое напряжение на входе интегратора 1 (фиг.2ж)

Устройство работает следующим образом.,

В момент времени приходит импульс с генератора тактовых импульсов и устанавливает триггер 7 в положение, при котором электронный переключатель 4 подключает к первому взсоду интегратора 1 отрицательное образцовое напряжение Оо а блок сброса Выключается.

После этого напряжение на выходе интегратора 1 начинает линейно возрастать, а напряжение на выходе дополнительного интегратора.5 линейно убывать. В момент времени-Ь о становятся равны, и блок сравнения 2 срабатывает. Это приводит к срабатыванию триггера 7, который/в сво очередь, через электронный переключатель 4 подключает образцовое напряжение + Uf, к входу интегратора 1 тем самым изменяя направление интегрирования, и включает блок сброса 6 в результате чего на выходе дополнительного интегратора 5 устанавливается напряжение, равное (J н момент времени -ta тактирующий импульс перебрасывает триггер 7. Дале цикл работы повторяется.

Процесс преобразования описывается системой уравнений

IO±XJL УО-УХ .

tr г -с 2 const,

где Т- постоянная времени интегратора;тора;

Т - время преобразования. Совместное решение уравнений дае функцию поеобразования вида

b Т. Ух .

Т 2 Vo

За время периода модуляции П -Т тЧгде т т) за счет введения модулятора и дополнительного триггера дважды происходит промежуточное преобразование напряжения Uyi в интеграл времени, чему соответствует с учетом напряжения дрейфа интегратора информативные интервалы времени

т- Л- - L . 2 2L Vo

. УХ-УДР

122.Vo

v,.v.-r-:L.

ЛИ Т,- i 2 Vo

в цифровом устройстве происходит измерение счетно-импульсным методом интервалов Т и Т и сложение результатов, после чего получается число

)V(t-t. JL. J VX-VAP .p .,-Vx...

, 22v),

где fp- образцовая частота.;

Как видно из полученного выра5 жения, результат измерения не зависит от напряжения дрейфа интегратора, что позволяет существенно повысить точность измерения. Для осуществления помехоподавления результаты

jj отдельных измерений усредняются за время Т тг и Тдд , равное или кратное периоду помехи сети. В концевреМе- ни Т, в цифровом устройстве будет зафиксировано число

Ти

W 2N foMT-T)-KCT-T),

пропорциональное измеряемому напряжению Uy .

Формула изобретения

Цифровой интегрирующий вольтметр по авт.св. .W 716005 , отличающийся тем,что , с целью повышения точности устройства/ в него введены модулятор и трисгер, причем выход модулятора соединен с первым входом интегратора и с вторым входом дополнительного интегратора, управляющий вход модулятора соединен с выходом триггера, вход которого подсоединен к выходу генератора тактовых импульсов.

ю

/3 (

м

н /

I-

г

/

И

/

ZH

J:

J

J