Показывающий электроизмерительный прибор Советский патент 1982 года по МПК G01R1/00 G01R19/00 

(З) ПОКАЗЫВАЮЩИЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Устройство относится к измеритель ной технике и может быть использовано для индикации электрических сигна лов на дискретном экране и измерении , мгновенных значений напряжений. По основному авт. св. № известен показывающий электроизмерительный прибор, содержащий шкалу из дискретных светоизлучающих элементов счетный кольцевой переключатель, преобразователь измеряемой аналоговой величины в число импульсов, блок сбро са, счетно-групповой кольцевой переключатель, вход которого соединен с одним из выходов счетного кольцевого переключателя, а выходы - с общими точками каждой из групп, образуемых дискретными светоизлучающими элемента ми шкалы, при этом каждый элемент группы одним из выводов соединен с выводами одинаковой полярности аналогичных по порядку расположения в шкале элементов остальных групп и с одним из выходов счетного кольцевого переключателя, а все элементы в каждой группе вторыми выводами соединены в общую точку II. Недостатком устройства является низкая точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок смещения уровня, сумматор и блок изменения крутизны преобразования, при этом выход блока смещения уровня соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого является входом устройства, выход сумматора соединен с входом преобразователя измеряемой аналоговой величины в число импульсов, к управляющему входу которого подключен выход блока изменения крутизны преобразования. На чертеже изображена структурная схема устройства. 90 Устройство содержит шкалу 1 из дискретных светоизлучающих элементов счетный кольцевой переключатель 2-12-п, преобразователь измеряемой аналоговой величины в число импульсов 3 блок k сброса, счет1 -групповой коль цевой переключатель , блок 6 смещения уровня, сумматор 7 и блок 8 изменения крутизны преобразования. Блок 6 смещения уровня представляет собой калиброванный источник напряжения. Сумматор 7 содержит цепочку из двух последовательно соединенных сопротивлений. Средняя точка этих сопротивлений является выходом ,сумматора, а два других вывода сопротивлений служат его входами. Блок 8 изменения крутизны преобра зования представляет собой набЬр соп ротивлений, который подключается параллельно соответствующему входу преобразователя измеряемой аналоговой величины в число импульсов 3. Устройство работает следующим образом. Исследуемый электрический сигнал подается на один из входов сумматора 7) где он суммируется с постоянным напряжением, подаваемым с блока смещения уровня, которое имеет про

тивоположныи знак с исследуемым электрическим сигналом. С выхода сумматора 7 сигнал подается на вход преобразователя измеряемой аналоговой величины в число импульсов 3. Полученные импульсы подаются на счетный кольцевой переключатель 2-1-2-п и заставляют его поочередно переключаться, начиная с первого положения до последнего, а затем вновь с первого положения до последнего и т.д., т.е. переключатель работает циклически. I

Если количество импульсов 1, поступивших на счетный кольцевой переключатель меньше п (п-количество положений переключателя), то счетный кольцевой переключатель не закончит цикла. Положение, в котором он остановится, отмечено соответствующим светоизлучающим элементом в первой группе. Если количество поступающих импульсов 1 больше п, то счетный кольцевой переключатель 2-12-п сделает т.циклов (т - равно целой части отношения 1/п) и остановится затем в каком-либо промежуточном положении. После каждого цикла с выГО на шкале 1 из светоизлучающих диодов , т.е.

+ UGW, (i)

где Um

напряжение, зафиксированное на шкале;

JetA напряжение смещения уровня; Р - цена деления шкалы в в/дел. - порядковый номер светящегося элемента.

При этом для максимального значения абсолютной погрешности измерения д будет справедливо следующее соотношение

Л Леи+ Р 2)

где й, - абсолютная погрешность установки напряжения смещения уровня (обычно она пренебрежимо мала).

Из выражения (2) видно, что погрешность измерения можно снизить, уменьшив цену деления шкалы. Последнее осуществляется за счет увеличения крутизны преобразования S преобразователя измеряемой аналоговой величины в число импульсов с помощью блока изменения крутизны преобразования 4 хода счетного кольцевого переключателя 2-1-2-п поступает импульс напряжения на вход счетно-группового кольцевого переключателя 5-1-З-п и переключает его в следующее положение. Это вызывает переключение соответствующих групп светоизлучающих элементов. Таким образом, после m циклов работы счетного кольцевого переключателя 2-1-2-п будет включена т-я группа светоизлучающих элементов. В этой группе будет высвечено положение, в котором остановился счетный кольцевой переключатель 2-1-2-п. В результате этого на шкале будет излучать тот светоизлучающий элемент, порядковый номер которого равен числу им4пульсов 1, поступивших Аа счетный кольцевой переключатель. Поскольку количество поступивших импульсов на счетный кольцевой переключатель 2-12-п пропорционально.сумме измеряемой аналоговой величины и напряжения смещения уровня, то и номер светящегося элемента будет пропорционален сумме измеряемой величины и напряжения смещения уровня. Измеряемая же величина иэм определяется, как сумма напряжений смещения уровня и зафиксированно(цена деления шкалы определяется как 1/S). Для того, чтобы при увеличении крутизны преобразования преобразователя не происходило переполнение шкалы, необходимо увеличить напряжение смещение уровня, имеющего противоположный знак с измеряемой аналоговой величиной, до значения, при котором переполнения не происходит.

Таким образом, при грубом измерении аналоговой величины напряжение смещения уровня устанавливается равным нулю, а крутизна преобразования преобразователя устанавливается минимальной. При более точном измерении уменьшают цену деления шкалы путем увеличения крутизны преобразования преобразователя. Если при этом шкала переполнилась, то увеличивают напряжение смещения уровня до значения, при котором переполнения шкалы не наблюдается. Для дальнейшего повышения точности измерения указ1анные процедуры повторяют. При этом во всех случаях измеряемая величина, как это было указано выше, определяется по соотношению (1).

Данное устройство позволяет на порядок повысить точность измерения по сравнению с существующими устройствами. Максимально достижимая точность в данном устройстве ограничива ется практически только точностью установки напряжения смещения уровня, погрешность установки которого не превышает десятой доли процента.

Формула изобретения

Показывающий электроизмерительный прибор по авт. св. № ЗЦбТЗ, .. отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены блок

смещения уровня, сумматор и блок изменения крутизны преобразования, при этом выход блока смещения уровня сое-, динен с одним из входов сумматора, другой вхсд которого является входом

устройства, выход сумматора соединен с входом преобразователи измеряемой аналоговой величины в число импульсов, к управляющему входу которого подключен выход блока изменения крутизны преобразования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

On

t)

vV /

ч t I Ф

о-1

г. о

o

-O-1

o- oяo