Показывающее дискретно-аналоговое устройство Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

I

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электроизмерительным приборам с элёктрооптичёскими шлаками (электролюминесцентными, жидкокристаллическими, катодолюминесцентами и другими), и может быть использовано для измерения напряжения постоянного тока или другой физической величины, преобразованной в напряжение.

Известен показывающий электроизмерительный прибор, содержащий входные зажимы, параллельно которым подсоединен резистивный делитель напряжения, точка соединения каждого йй резисторов которого подключена к базе соответствующего транзистора,а также электролюминесцентные ячейки (сегменты), количество которых соответствует количеству используемых транзисторов, при этом каждая из ячеек включена между одной из шин питания возбуждения ячеек и коллектором своего транзистора, эмиттерные цепи

транзисторюв соединены с источником опорного напряжения fl.

Недостатками указанного прибора являются низкая точность измерений, информационная избыточность показаний, определяемых в нем по длине светящегося столбика.

Наиболее близким к предлагаемому является показывающее дискретноаналоговое устройство, состоящее из

to резистивного делителя напряжения, источника опорного напряжения, подключенного параллельно делителю, транзисторов, работающих как компараторы и количество которых соответ

15 ствует количеству светоизлучающих сегментов электрооптической шкалы, каждый из светоизлучающих сегментов включен между коллекторами соответствующих двух рядом расположенных

20 транзисторных переключателей базо-. вые цепи транзисторов с ограничиваю щими базовыми резисторами соединены в одну общую точку, на которую пода

ется измернемое напряжение, т.е. переключающие устройства связаны с одним из входов устройства в целом Кроме того,переключающие устройства соединены с отводами делителя опорного напряжения 2.

К недостаткам данного устройства относятся низкая точность измерений, невозможность подключения сильноточной электрооптической шкалы, имеющей общий вывод.

Цель изобретения - повышение точности.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее электроопти.ческую шкапу, выполненную в виде ряда светоизлумающих сегментов,одним электродом подключенного к потенциальному выводу источника возбуждения, второй вывод которого соединен с корпусом, резистивный делитель напряжения , подключенный к источнику опорного напряжения, и коммутирующие транзисторы по числу светоизлучающих сегментов, базы которых через соответствующие резисторы соединены с входом устройства, а эмиттеры - с соответствующими разнопотенциальными выводами резистивного делителя, введены по два дополнительных транзистора на каждый светоизлучающ сегмент, один из которых инвертирующий, причем базы иниертирующих дополнительных транзисторов через соответст вующий введенный в устройство резистор подключены к входу устройства, их коллекторы соединены с базами соответствующих вторых дополнительных транзисторов, коллекторы которых соединены с вторыми электродами соответстеующих светоизлучающих сегменто а эмиттеры - с коллекторами соответствующих коммутирующих транзисторов, причем эмиттеры инвертирующих дополнительных транзисторов соединены с соответствующими разнопотенциальными выводами резистивного делителя.

На -чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройс ва.

Устройство содержит светоизлучающие сегменты 1-3 общий вывод.которых подключен к источнику 4 возбуждения, а раздельные выводы - к коллекторам дополнительных транзисторов 5-7. Причем эмиттеры последних соединяются с коллекторами коммутирующих транзисторов 8-10, а базы - с коллекторами пополнительных инвертирующих транзисторор 11-13- Эмиттеры же коммутирующих транзисторов 8-10 и дополнительных инвертирующих транзисторов 11-13 подключены к разнопоте.нциальны выводам резистивного делителя 20-26 напряжения источника 27 опорного напряжения. Базы дополнительных инвертирующих транзисторов 11-13 чер резисторы 28-33 соединены со входной клеммой k.

Устройство работает следующим образом.

Светоизлучающие сегменты 1-3 включаются , если открыты дополнительные транзисторы . причем сегменту 1 соответствует транзистор 5 и т.д.

Так как к коллекторам дополнительных инвертирующих транзисторов 11-13 подключены базы, а к коллекторам коммутирующих транзисторов 8-10 - эмиттры дополнительных транзисторов , то последние открыты только при наличии токов коллекторов транзисторов 8-13- Ток от источника 27 опорного напряжения вызывает на каждом резисторе делителя 20-26 падение напряжения, а разность потенциалов между эмиттерами транзисторов 13 и 10 (выводц, 16 и 19)12 и 9 (выводы 15 и 18), 11 и 8 (выводы 1 и 17) определяется соответственно суммой падения напряжения на резисторах 25. 2, 23, , 23, 22, 23, 22, 21, .

В исходном состоянии, когда входное напряжение . равно нулю, разность потенциалов между выводом 3 и эмиттерами транзисторов 8-13 (выводы 14-19) отрицательна. Следовательно, коммутирующие транзисторы 8-10 закрыты, а дополнительные инвертирующие транзисторы 11-13 открыты. Условие отпирания, описанное выше, хотя бы одного из дополнительных транзисторов не выполняется,значит и ни один из светоизлучающих сегмент ов не включен.

При увеличении входного напряжения до величины, большей напряжения отпираний коммутирующего транзистора 10, но меньшей, чем напряжение отпирания транзистора Э, т.е.

и

U.g+ 0

О

минимальное значение напряжения база-эмиттер транзисторе, при котором возникает ток базы, напряжения на COOTBCTCVвующих выводах резистивного делителя напря), Открыт и д транзистор 10 откроется, полнительный инвертирующий транзистор 13. т.е. выполняется условие отпирания дополнительного транзисто ра 7 и светоизлучающий сегмент 3 включается. Новое увеличение входного напряж ния UaA вызывает отпирание коммутир ющего транзистора.9, и следовательн включается светоизлучающий сегмент 2. Причем, если в этом случае входное напряжение отличается от напряж ния отпирания коммутирующего транзи тора 10 меньше, чем на величину U т.е. Uo) + uU, из(и,д + то включаются одновременно светоизлучающие сегменты 2 и 3- Если же входное напряжение отличается от на пряжения отпирания транзистора 10 больше, чем на величину ДЦ, т.е. (-- + 19 о то дополнительный инвертирующий транзистор 13 закроется и светоизлучающий сегмент 3 выключится, а-будет включен лишь один сегмент 2. При дальнейшем увеличении входного напряжения на электрооптической шкале высвечивается либо один,либо два

рядом pacпoJюжeнныx светоизлучающих сегмента,обеспечивая при этом считывание показаний

Можно показать, что класс точности предлагаемого устройства выше, чем у известного.

Очевидно, что дискретность отсчета шкалы, состоящей из п светоизлучающих сегментов в случае их пооче редного включения, как в известном

fj А

устройстве равна 4 А

Too

где предел измерения,

- класс точности известно

Г устройства.

Откуда

Ti

НОМ(

в предлагаемом устройстве дискретность шкалы в два раза меньше, так как показания считываются не только по одной отметке, но и по двум рядом расположенным

(2)

- класс

точности

предлагаемого устройства,

рои вывод которого соединен с корпусом, резистивный делитель напряжения подключенный к источнику опорного напряжения, и коммутирующие транзистор

35 ;по числу светоизлучающих сегментов,, базы которых через соответствующие резисторы соединены с входом устройства, а эмиттеры - с соответствующими разнопотенциальными выводами ре

40 зистивного делителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены по два дополнительнь1х транзистора на каждый светоизлучающий сегмент, один из которых инвертирующий, причем базы инвертирующих дополнительных транзисторов через соответствующий введен.ный в устройство резистор подключены . к входу устройства, их коллекторы

50 соединены с базами соответствующих вторых дополнительных транзисторов, коллекторы которых соединены с вторыми электродами, соответст. вующих светоизлучающих сегмен- 55 тов, а эмиттеры - с коллекторами соответствующих коммутирующих транзисторов, причем эмиттеры инвертирующих дополнительных транзисторов соединены с.соответствующими разнопотен02) получлИз формул (1) и ют &А -ioa тс т IT АМСТО / 1 -.1илиг, 4г-, TI/OH.-Д/ -А т.е. в предлагаемом показывающем дискретно-аналоговом устройстве класс точности повышается в два раза без дополнительного увеличения числа светоизлучающих сегментов на электрооптической шкале. Предлагаемое изобретение предполается использовать при создании оптоэлектронных, жидкокристаллических, светодиодных, электролюминесцентных приборов. Оно найдет применение в приборах, рассчитанных для эксплуатации в условиях повышенной вибрации и тряски авиация, автомобилестроение и т.д.). Формула изобретения Показывающее дискретно-аналоговое устройство, содержащее электрооптическую шкалу, выполненную в виде ряда светоизлучающих сегментов, одним электродом подключенного к потенциальному выводу источника возбуждения ,вто79358008

циапьными выводами резистивного де-1. Авторское свидетельство СССР

лителя.К «37973, кл. G 01 R 19/00, 197.

Источники инг|к5рмации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе №659968, кл. G 01 R 19/00, 1977

W

Jff

Jf

спь

п

JJ

-с

W