Opublikowano- 15.VI.1968 55211 KI. 42 d, 2/50 MKP UKD HOSk 45/oZ- Twórca wynalazku: mgr inz. Andrzej Libura Wlasciciel patentu: Przemyslowy Instytut Elektroniki, Warszawa (Pol¬ ska) Sposób pomiaru wielkosci ciaglych z odczytem cyfrowym i urzadzenie elektroniczne do pomiaru tym sposobem Przedmiotem patentu glównego Nr 48802 jest urzadzenie do zamiany wielkosci analogowych na wielkosci cyfrowe, zawierajace lampe elektrono- -promieniowa, nazywana konwertronem, w której napiecie proporcjonalne do wielkosci mierzonej przylozone do plytek odchylajacych powoduje od¬ chylenie wiazki elektronowej o pewien kat. Od¬ chylana w ten sposób wiazka przesuwa sie po antykatodzie zawierajacej szereg kolejnych na- przemianleglych elementów o róznej wartosci wspólczynnika emisji wtórnej, wskutek czego na wyjsciu konwertronu powstaje seria impulsów elektrycznych. W urzadzeniu wedlug patentu 48802, na wejsciu konwertronu zastosowano wzmacniacz calkujacy o charakterystyce liniowej, do którego przykladane jest napiecie mierzone, proporcjonalne do wielkosci analogowej, wskutek czego na plytkach odchylajacych konwertronu do¬ laczonych do wyjscia wzmacniacza pojawia sie napiecie zmieniajace sie liniowo, przy czym szyb¬ kosc tych zmian jest proporcjonalna do wielkosci analogowej.Na wyjsciu konwertronu, wedlug patentu 48802 znajduje sie uklad bramkujacy otwierany przez wzmacniacz calkujacy dolaczony do wejscia, wskutek czego licznik elektronowy dolaczony do ukladu bramkujacego zlicza ilosc impulsów prze¬ kazywanych przez uklad bramkujacy w czasie otwarcia bramki.Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru, 10 15 20 25 30 z odczytem cyfrowym, wielkosci analogowych, to jest wielkosci fizycznych przebiegajacych w cza¬ sie w sposób ciagly, w którym stosuje sie lampe elektronopromieniowa (konwertron) zbudowana wedlug patentu 48802.Sposób ten polega na przylozeniu do plytek konwertronu róznicy dwóch napiec: napiecia mie¬ rzonego i napiecia pomocniczego, tak zwanego na¬ piecia czytania. Pod wplywem róznicy tych napiec wiazka elektronów zostaje odchylona, powodujac na wyjsciu konwertronu powstanie liczby impul¬ sów proporcjonalnej do wartosci mierzonego na¬ piecia. Wielkosc mierzona sposobem wedlug wyna¬ lazku jest wielokrotnie próbkowana a wynik po¬ miaru stanowi srednia arytmetyczna tych próbek.W urzadzeniu wedlug wynalazku, na wejsciu konwertronu umieszczono wzmacniacz róznicowy, do którego doprowadza sie napiecie proporcjonal¬ ne do wielkosci mierzonej oraz napiecie wytwo¬ rzone w generatorze napiecia czytania i w ten sposób do plytek konwertronu doprowadza sie róznice tych napiec, która odchyla wiazke elek¬ tronowa o kat proporcjonalny do wartosci tej róznicy.Impulsy uzyskiwane na wyjsciu konwertronu doprowadzone sa przez uklad bramkujacy do licz¬ nika dekadowego, który zawiera uklad podzialu dziesietnego, wskutek czego zlicza impulsy calej serii pomiarowej i podaje w postaci cyfrowej usredniony wynik pomiaru. Napiecie czytania do- 552113 prowadzone do wzmacniacza róznicowego z gene¬ ratora napiecia czytania, jest napieciem okresowo zmiennym o okreslonym ksztalcie na przyklad o ksztalcie pilozebnym. Generator czytania jest sterowany przez generator impulsów synchronizu¬ jacych, który wyznacza czestotliwosc napiecia ge¬ neratora czytania.Sposób pomiaru wedlug wynalazku i zasade dzialania urzadzenia wyjasniono na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przebiegi napiec w funkcji czasu na wejsciu wzmacniacza i na plytkach odchylajacych konwertronu, fig. 2 przedstawia uklad blokowy urzadzenia a na fig. 3 przedstawiono przebiegi napiec w poszczególnych przekrojach ukladu blokowego.Znany z patentu 48802 konwertron zaopatrzony jest w wyrzutnie elektronów 1, emitujaca wiazke elektronowa 2 odchylana przy pomocy plytek od¬ chylajacych 3 oraz w elektrode 4 zlozona z na- przemianleglych elementów 5 i 6 o róznej warto¬ sci wspólczynnika emisji wtórnej. .Napiecie Ui generatora czytania 8 jest dopro¬ wadzane do wzmacniacza róznicowego 7 w od¬ wrotnej fazie niz napiecie mierzone Ux i w ten sposób w chwili gdy wartosc napiecia czytania Ui wynosi zero, na plytkach konwertronu pojawia sie pelne napiecie mierzone Vx Pod wplywem napiecia mierzpnego Ux w pierw¬ szym momencie pomiaru t0, wiazka elektronów 1 zostaje szybko odchylona od polozenia poczatko¬ wego i pada na element elektrody 4 wyznaczony w tym momencie przez aktualna wartosc napiecia, mierzonego UXl W tym momencie napiecie czyta¬ nia Ui, przylozone przeciwnie do napiecia mierzo¬ nego do wejscia wzmacniacza róznicowego 7 za¬ czyna narastac stopniowo od wartosci zero do maksymalnej, wskutek czego w nastepnym mo¬ mencie 4i do plytek konwertronu zostaje przylo¬ zone napiecie U2, równe róznicy napiecia mierzo¬ nego i napiecia czytania.Pod wplywem róznicy tych napiec wiazka elek¬ tronów t przesuwa sie od polozenia wyznaczone¬ go napieciem mierzonym Ux w kierunku poloze¬ nia poczatkowego i trafia na kolejne elementy 5 lub 6 elektrody 4, powodujac w ten sposób wy¬ tworzenie impulsów na wyjsciu konwertronu. Po¬ niewaz napiecie czytania Ui narasta w dalszym ciagu wiazka w dalszym ciagu przesuwa sie po nastepnych kolejnych elementach 5 i 6 elektrody 4. W wyniku tego przebiegu na wyjsciu konwer¬ tronu otrzymuje sie serie impulsów, których ilosc jest dokladnie równa ilosci elementów 5 lub 6 elektrody 4, przez które przebiegla wiazka elek¬ tronów w ruchu powrotnym. Liczba tych impul¬ sów stanowi próbke napiecia mierzonego Ux W ten sposób przy pomocy napiecia czytania uzyskuje sie odczytanie aktualnego polozenia wiazki. Wynikiem tego odczytania jest pojawienie sie, na wyjsciu konwertronu, próbki napiecia mie¬ rzonego zawierajacej serie impulsów w ilosci pro- * porcjonalnej do wielkosci mierzonej.Czestotliwoscia powtarzania generatora czyta¬ nia 8 steruje generator impulsów synchronizuja¬ cych 9, który równoczesnie steruje czasem otwar¬ cia bramki 10, w taki sposób ze ilosc próbek 55211 4 przepuszczanych przez bramke 10 do licznika 11 jest zawsze podzielna przez dziesiec, przy czym generator impulsów synchronizujacych 9 jest tak zbudowany, ze umozliwia zmiane ilosci próbek 5 w stosunku dziesietnym, Generator 9 moze byc nastawiony na okreslona liczbe dziesiatków pró¬ bek.Uklad nastawiania dziesietnej liczby próbek w generatorze 9 jest sprzezony z ukladem dziesiet- 10 nego podzialu w liczniku 11 w ten sposób, ze suma impulsów zliczanych przez licznik 11 zostaje jednoczesnie podzielona przez liczbe próbek, sta¬ nowiaca wielokrotnosc liczby dziesiec, w wyniku czego licznik wskazuje dziesietnie usredniony wy¬ nik pomiaru w postaci cyfrowej.Przebiegi napiec przedstawione na fig. 3 doty¬ cza napiec w poszczególnych przekrojach ukladu przedstawionego na fig. 1, na której przekroje te oznaczono duzymi literami.Kazdy impuls przedstawiony w przekroju A do¬ chodzacy z generatora synchronizujacego 9 do ge¬ neratora czytania 8, wywoluje w nim jeden prze¬ bieg o ksztalcie pilozebnym B, który jest dopro¬ wadzany do wejscia wzmacniacza róznicowego 7.Do wzmacniacza 7 doprowadzane jest równiez w przeciwnej fazie napiecie mierzone Ux wskutek czego na wyjsciu wzmacniacza 7 pojawia sie na¬ piecie o ksztalcie przedstawionym w przekroju C, które zostaje przylozone do plytek odchylaja¬ cych 3.W przekroju D pokazano serie impulsów wy¬ chodzacych z elektrody 4 konwertronu, powsta¬ lych pod wplywem ruchu powrotnego wiazki elek¬ tronów. Impulsy te sa doprowadzane do bram- «r ki 10. 35 Impulsy wychodzace z drugiego wyjscia gene¬ ratora impulsów synchronizujacych 9 przedsta¬ wiono w przekroju E, impulsy te wyznaczaja czas otwarcia bramki 10, który jak juz powiedziano M jest tak dobrany, ze do licznika 11 dochodzi seria próbek podzielna przez dziesiec, przedstawiona w przekroju F. PL