PL48802B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urza¬ dzenie do zamiany dowolnych wielkosci fizycz¬ nych, wyrazonych w postaci p,roporcjonalnej do nich wartosci napiecia, którego wielkosc jest pro¬ porcjonalna do tych wielkosci na odpowiednia ilosc impulsów, umozliwiajacych wyrazenie tej wielkosci fizycznej w formie cyfrowej.Znane dotychczas urzadzenia sluzace do tego celu i dzialajace na zasadzie zamiany mierzonej wielkosci fizycznej na proporcjonalna do niej wartosc czasu, jak i urzadzenia dzialajace na zasadzie .porównania wielkosci mierzonej z wiel¬ koscia wzorcowa za pomoca i przelaczników elek¬ tromechanicznych lub elektronowych, maja te zasadnicza wade, ze do zamiany wielkosci ana¬ logowej na wielkosci cyfrowe sluza bardzo skom¬ plikowane uklady, jednak o stosunkowo nie¬ wielkiej dokladnosci dzialania, przy czyni wsku¬ tek wysokiego kosztu tych urzadzen ich zastoso¬ wanie w warunkach przemyslowych jest bardzo ograniczone.Znane sa równiez urzadzenia dzialajace na za¬ sadzie zamiany wielkosci analogowych wyrazo¬ nych na przyklad w napieciu na wielkosci cy¬ frowe przez wytworzenie szeregu impulsów, któ¬ rych ilosc jest proporcjonalna do wielkosci mie¬ rzonej, przy czym do zamiany tej sluza zarówno uklacly elektromechaniczne, elektryczne, jak i elektronooptyczne. Urzadzenia te stanowia jed¬ nak równiez bardzo skomplikowane uklady, 10 15 a wskutek tego niedokladne i zawodne w dzia¬ laniu.Jedno z urzadzen tego typu sklada sie z lampy oscyloskopowej, przed która jest umieszczona przezroczysta plytka zaopatrzona w uklad pas¬ ków pionowych i poziomych oraz dodatkowy system optyczny, rzutujacy plamke poruszajaca sie po ekranie luminujacym lampy, przez ta plytke na fotokomórke. Wskutek tego napiecie odchylajace przylozone do plytek lampy oscylo¬ skopowej jest zamieniane na impulsy, których liczba pozostaje w zaleznosci funkcjonalnej od amplitudy tego napiecia. Zasadnicza wada tego urzadzenia jest sposób zamiany napiecia na impulsy za pomoca przemiennika elektrooptycz- nego, który zmniejsza dokladnosc pomiaru, a równoczesnie bardzo komplikuje uklad.Powyzszych wad i niedogodnosci nie ma urza¬ dzenie do zamiany wielkosci analogowych na wielkosci cyfrowe wedlug wynalazku, które za¬ opatrzone jestt w lampe elektrono-promieniowa z elektroda, zlozona z naprzemianleglych elemen¬ tów o róznych wspólczynnikach emisji wtórnej, przy czym promien elektronowy odchylany na- 25 pieciem odchylajacym powoduje wytworzenie w obwodzie tej elektrody pradu o przebiegli impul¬ sowym, a liczba tych impulsów jest proporcjo¬ nalna do wielkosci napiecia odchylajacego. Dzie¬ ki temu uzyskuje sie wyeliminowanie stosowa¬ nych dotychczas do tego celu i niepewnych w 20 30 4880248802 3 dzialaniu zespolów mechanicziro-elektrycznych luib eleklrono-optycznych, uproszczenie ukla¬ du pomiarowego oraz znaczne zwiekszenie do¬ kladnosci pomiaru. Ponadto istotna zaleta urza¬ dzenia wedlug wynalazku jest fakt, ze do wzma¬ cniania wielkosci analogowych przed przetworze¬ niem ich na wielkosci cyfrowe moga miec zasto¬ sowanie wzmacniacze o wiekszych tolerancjach w stosunku do niestabilnosci zera, które sa znacz¬ nie prostsze i tansze w porównaniu do stosowa¬ nych dotychczas do tego celu wzmacniaczy z wy¬ soka stabilnoscia zera.Wynalazek jest blizej wyjasniony na rysunku, na którym fig. 1 przeastawia przykladowy sche¬ mat urzadzenia do zamiany jednej wielkosci ana¬ logowej na wielkosci cyfrowe oraz przebiegi na¬ piec w poszczególnych punktach urzadzenia, fig. 2 — odmiane tego urzadzenia, sluzaca do zamia¬ ny sumy lub róznicy dwóch wielkosci analogo¬ wych na wielkosci cyfrowe, fig. 3 — przykladowe rozwiazanie konstrukcyjne lampy elektronowej, stanowiacej istotna czesc urzadzenia, fig. 4 — odmiane konstrukcji tej lampy, a fig. 5 — przy¬ klad innego zastosowania lampy — do generacji grup impulsów oraz przebiegi napiec w* poszcze¬ gólnych punktach urzadzenia.Podstawowym elementem urzadzenia wedlug wynalazku jest lampa elektrono-promieniowa, za- ojpaitrzona w znana wyrzutnie elektronowa 1, emitujaca promien. elektronowy 2, odchylany za pomoca plytek odchylajacych 3 oraz w elektro¬ de 4, zlozona z naprcemiainleglych elementów 5 i 6 o róznej wartosci wspólczynnika emisji wtór¬ nej. Padajaca na elektrode 4 wiazka elektronów wybiera kolejno te elemenity 5 i 6, które sa za¬ warte wewnatrz kata odchylenia 2qp, przy czym w pradzie wtórnym zbieranym z tej elektrody 4 pojawiaja sie impulsy wywolywane róznica emisji wtórnych tych elementów 5 i 6. Ilosc wy¬ tworzonych impulsów jest przy tym równa licz¬ bie elementów wybieranych przez wiazke, czyli scisle zalezna od kata nachylenia 2(p, a tym sa¬ mym od amplitudy napiecia odchylajacego.Urzadzenie do zamiany wielkosci analogowej na wielkosci cyfrowe, którego schemat jest przedstawiony na fig. 1, sklada sie z dzielnika napiecia 7, przelacznika 8, wzmacniacza calkuja¬ cego 9, którego wyjscie jest polaczone z plytka¬ mi odchylajacymi 3 lampy, z generatora bramki 10, ukladu bramki 11 i elektronowego licznika impulsów 12.Dzialanie opisanego wyzej urzadzenia jest na¬ stepujace.Wielkosc analogowa przeksztalcona na napie¬ cie przyklada sie na wejscie dzielnika 7 napiecia, a nastepnie — przez zamkniecie przelacznika 8 — na wejscie wzmacniacza calkujacego 9. Na wyjsciu wzmacniacza pojawia sie wówczas napie¬ cie zwiekszajace lub zmniejszajace liniowe, przy czym szybkosc tych zmian jest proporcjonalna do wielkosci napiecia analogowego. Zmiany napie- cia wzmacniacza calkujacego przylozone na plyt¬ ki odchylajace 3 lampy powoduja przesuniecia promienia elektronowego z szybkoscia propor¬ cjonalna do wielkosci analogowej.Przesuwajaca sie po elektrodzie 4 wiazka elek¬ tronów wybiera kolejne naprzemianlegte elemen¬ ty 5 i 6 zawarte wewnatrz kata 2 go, wskutek róznej wartosci wspólczynnika emi- 5 sji wtórnej, — w obwodzie ^elektrody 4 plynie prad o przebiegu impulsowym, a ilosc tych im¬ pulsów jest proporcjonalna do wartosci napiecia odchylajacego. Impulsy te sa nasttepnie podawane na wejscie ukladu bramkowego 11, przy czym io generator bramki 10, otwierajacy uklad, generu¬ je impuls o stalym czasie trwania T. W czasie otwarcia uklad bramkowy 11 przepuszcza ilosc impulsów proporcjonalna do wielkosci analogo¬ wej do licznika elektronowego 12, który zlicza ja 15 i podaje wynik pomiaru w formie cyfrowej.Pomiar mozna przeprowadzac jednorazowo lub powtarzac go cyklicznie, mierzac kazdorazowe na¬ piecie w jednym kanale albo tez w róznych ka¬ nalach, przez kazdorazowe wlaczanie przelaczni- 20 kiem 8 odpowiedniego kanalu na wejscie wzmac¬ niacza calkujacego 9.W dolnej czesci fig. 1 sa przedstawione prze¬ biegi napiecia w punktach A, B, C, D, E, F urza¬ dzenia. 25 Odmiana urzadzenia wedlug wynalazku przed¬ stawiona na fig. 2 i sluzaca do przetwarzania sumy lub róznicy 'dwóch wielkosci analogowych na wielkosci cyfrowe, tym rózni sie od wyzej opi- -sanej, ze jest zaopatrzona w dwa dzielniki na- 30 piecia 7a i 75, z których kazdy polaczony jest za posrednictwem przelaczników 8a i 8b ze wzmac¬ niaczami calkujacymi 9a i 9b, przy czym wyjscie jednego z tych wzmacniaczy 9a jest podawane na jedna z plytek odchylajacych 3a, a wyjscie dru- 35 gAego 9b — na druga plytke odchylajaca 3b lam¬ py impulsowej.Dzialanie tego ukladu jest opisane ponizej.Wielkosci analogowe przeksztalcone na napiecia Uxl i Ux2 przyklada sie do dzielników la i Ib, a 40 nastepnie podaje je za pomoca przelaczników 8a i 8b na wejscie dwóch wzmacniaczy calkujacych 9a i' 9b. Na wyjsciu tych wzmacniaczy 9a i 9b otrzymuje sie dwa wzrastajace lub zmniejszajace sie liniowo napiecia, które przykladane sa 45 nastepnie do plytek odchylajacych 3 lampy ele¬ ktronopromieniowej, powodujac przesuniecia pro¬ mienia elektronowego, którego szybkosc jest pro¬ porcjonalna do sumy lub róznicy wielkosci analo¬ gowych. Impulsy wytwarzane przez lampe sa na- 50 stepnie w sposób uprzednio opisany przeksztalca¬ ne na wskazania cyfrowe licznika elektronowego 12.Na fig. 3 podano przykladowa konstrukcje lam¬ py elektronowej, sluzacej do wytwarzania irnpul- 53 sów w urzadzeniu wedlug wynalazku. Lampa ta posiada znany uklad zlozony z wyrzutni elektro¬ nowej 1 emitujacej promien elektronowy 2 i ply¬ tek odchylajacych 3, zasilanych napieciem odchyla¬ jacym z zewnetrznego ukladu elektronowego oraz 60 elektrode w postaci wygietej plytki 6a, wykona¬ nej z metalu o malym wspólczynniku emisji wtórnej, na przyklad stopu niklu i chromu, na która jest nawinieta tasiemka 5a z materialu o wiekszej wantosci itego wspólczynnika, na przy- 65 klad z brazu berylowego. Plytka 6a ma przy tym48802 5 6 Jteztalt luku zakreslonego ze srodka odchylenia promdemia elektronowego 2 i jest umieszczona wewnatrz odizolowanego od niej kolektora 13 w postaci puszki wykonanej z metalu o niewielkim wspólczynniku emisji wtórnej, zamocowanej za pomoca wspornika 14 do plytki 15, stanowiacej ekran elektrostatyczny, oddzielajacy przestrzen, w której znajcluje sie elektroda od przestrzeni, we¬ wnatrz której sa umieszczone plytki odchylajace 3. Dzialanie tej lampy jest takie samo jak wyzej opisane.Odmiana lampy przedstawiona na fig. 4 posia¬ da elektrode, stanowiaca drabinke zlozona z pre¬ cików 16 z metalu o duzym wspólczynniku emi¬ sji wtórnej, na przyklad brazo-berylu oprawio¬ nych w ramce 17 oraz z kolektora w postaci war¬ stwy 18 metalu o niewielkim wspólczynniku emi¬ sji wtórnej, na przyklad aluminium, pokrywaja¬ cej wewnetrzna powierzchnie balonu 19 lampy.Dzialanie tej odmiany lampy tym rózni sie od dzialania opisanego wyzej ukladu, przedstawione¬ go na fig. 1, ze odchylana wiazka, elektronów pa¬ da kolejno na preciki 16 elektrody lub warstwe 18 metalu, pokrywajacego wewnetrzna po¬ wierzchnie balonu i posiadajacego mniejszy ^wspólczynnik emisji wtórnej, wskutek czego wy¬ twarza impulsy praciu zbieranego z elektrody.Plytka ekranujaca 15 jest w tym przypadku po¬ laczona za pomoca sprezynek kontaktujacych 20 z kolektorem 18.Fig. 5 — przedstawia inny przyklad zastosowa¬ nia urzadzenia wedlug wynalazku, w którym opi¬ sana wyzej lampa jest zastosowana do generacji grup impulsów.Urzadzenie przedstawione na fig. 5, sklada sie z ukladu elektronowego 21, generujacego napiecie o ksztalcie prostokatnym i wlaczonego do siatki 22 lampy, z ukladu 23, generujacego napiecie wzrastajace liniowo, które podawane jest na plyt¬ ki odchylajace 3 lampy oraz z ukladu formujace¬ go 24 i ukladu wzmacniajacego 25, które wlaczo¬ ne sa do elektrody 4 lampy.Napiecie o ksztalcie prostokatnym o czasie trwania Tt i okresie powtarzalnosci T0 przylozo¬ ne na siatke 22 oraz wzrastajace liniowo napiecie z ukladu 23, przylozone na plytki odchylajace 3 lampy, powoduje powstanie w obwodzie elektro¬ dy 4 grup impulsów, które przez uklad formuja¬ cy 24 i uklad wzmacniajacy 25 sa podawane na wyjscie urzadzenia.Regulacje szerokosci tej grupy impulsów uzy¬ skuje sie przez odpowiednia regulacje czasu trwa¬ nia Ti impulsów w ukladzie 21, a okres powta¬ rzalnosci T0 tych grup — przez regulacje okresu powtarzalnosci impulsów nadawanych przez uklad 21, natomiast ilosc impulsów w kazdej grupie przez regulacje amplitudy napiecia podawanego przez uklad 23 na plytki 3. Wszystkie te trzy wielkosci moga byc oczywiscie regulowane w sposób sko¬ kowy lob plynny.Urzadzenie wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie zwlaszcza 'do zamiany wielkosci analogowych na wielkosci cyfrowe, a takze do pomiaru wielkosci napiecia stalego lub zmienne¬ go albo innych wielkosci fizycznych, dajacych sie wyrazic przez napiecie. 5 PL

Claims (11)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do zamiany wielkosci analogo¬ wych na wielkosci cyfrowe z lampa elektro- , /' no-promieniowa, w której napiecia proporcjo- 10 nalne do wielkosci analogowej przylozone na plytki odchylajace powoduja odpowiednie przesuniecia promienia elektronowego, zna¬ mienne tym, ze jego lampa jest zaopatrzona w elektrode (4), zlozona z naprzemdanieglych 15 elementów (5 i 6) o róznej wartosci wspól¬ czynnika emisji wtórnej w obwodzie, przy czym padajacy na elektrode promien elektro¬ nowy wytwarza w obwodzie elektrody (4) impulsy pradu, których ilosc jest proporcjo¬ nalna do napiecia przylozonego do plytek od¬ chylajacych.

2. Urzadzenie wedlug. zastrz. 1, znamienne tym, ze elektroda (4) jego lampy edekitronoipro- mieniowej ma ksztalt luku zakreslonego ze srodka odchylenia promienia elektronowego (2).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze elektroda (4) jego lampy ma postac (plytki (6a), wykonanej z metalu o malym wspólczynniku emisji wtórnej, na przyklad ze stopu niklu i chromu) z nawinieta tasma (5a) z materialu o wiekszej wartosci tego wspólczynnika, na przyklad z brazu berylo¬ wego.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jego lampa posiada kolektor (13) w posta- ci puszki wykonanej z metalu o niewielkim wspólczynniku emisji wtórnej, wewnatrz której jest umieszczona odizolowana elektro¬ da (4).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 4, znamienne tym, ze jego lampa posiada kolektor (13) za¬ mocowany za pomoca wsporników (14) do plytki (15), stanowiacej ekran elektrostatycz¬ ny, oddzielajacy przestrzen, w której znaj¬ duje sie elektroda (4) do przestrzeni, we¬ wnatrz której sa umieszczone plytki odchy¬ lajace (3).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze elektroda (4) jego lampy posiada drabin¬ ke zlozona z precików (16), wykonanych z materialu o duzym wspólczynniku emisji wtórnej, na przyklad brazo-berylu.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kolektor jego lampy ma postac warstwy (18) metalu o niewielMm wspólczynniku emi¬ sji wtórnej, na przyklad aluminium, pokry¬ wajacej wewnetrzna powierzchnie balonu (19) lampy.

8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jest zaopatrzone we wzmacniacz calkuja¬ cy, na którego wejscie jest przykladane na¬ piecie proporcjonalne do wielkosci analogo¬ wej, a wyjscie jest polaczone z plytkami od¬ chylajacymi (3) lampy, podajac na nie napie- 25 30 35 40 45 50 55 60• 7 de zmieniajace sie liniowo, przy czym szyfon kosc tych zmian jest proporcjonalna do wiel¬ kosci analogowej.

9. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 8, znamienne tym, ze jest zaopatrzone w dwa wzmacniacze calkujace (9a i 9b), na których wejscie poda¬ wane sa napiecia proporcjonalne do dwóch wielkosci analogowych, a wyjscie kazdego z tych wzmacniaczy (9a i 9b) sa polaczone z jedna z plytek odchylajacych (3a lub 3b), podajac na nie napiecie zmieniajace sie linio¬ wo, przy czym szybkosc tych zmian jest pro¬ porcjonalna do sumy lub róznicy wielkosci analogowych.

10. Urzadzenie wedlug* zaistrz. 1, 8 i 9, znamien¬ ne tym, ze jest zaopatrzone w uklad bram¬ kowy (11) oraz w otwierajacy ton uklad ge- 802 8 nerator bramkowy (10), uruchamiany przez wzmacniacz calkujacy (9) oraz w licznik elektronowy (12) zliczajacy i podajacy w for¬ mie cyfrowej ilosc impulsów przekazywac 5 nych przez uklad bramkowy (11) w czasie otwarcia.

11. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jest zaopatrzone w uklad elektronowy (21) przykladajacy do siatki (22) lampy napiecie 10 w ksztalcie prostokatnym, w uklad elektrono¬ wy (23) przykladajacy do plytek odchylaja¬ cych (3) napiecie liniowe zmienne oraz w uklad formujacy (24) i uklad wzmacniajacy (25), wlaczony w obwód elektrody (4) lampy, 15 wskutek czego impulsy nadawane na siatke (22) lampy — przeksztalcone zostaja w gru¬ py impulsów. /48 802 _Fl ¦*- t 3 C W Fig t £ — i — t Fig. 248 802 19 AJ 16 fT ZZ 21 Fig. 3 * a B gj— W ^swb *' .JUL ir JUUL 2106. RSW „Prasa", Kielce, Naklad 250 egz. PL