SU1401391A1 - Электроизмерительный прибор - Google Patents

Abstract

Изобретение служит дл  повышени  точности измерени  прибора. Элекроизмери- тельный прибор с трехпозиционным регулированием содержит газоразр дную индикаторную панель 1, программируемый запо- минаюпдий блок 2, с)Ормирователь 3 анодного напр жени , регулируемые источники 4 и 5 опорного напр жени , компараторы 6-8, переключатели 9-12, генератор 13 импульсов , счетчики 14 и 15, генератор 16 ступенчатого напр жени , элементы И 17 и 18, элементы ИЛИ 19 и 20 и D-триггер 21. Введение элемента И 24 и образование новых функциональных св зей обеспечивает компенсацию нелинейности объектов измерени . 2 ил.

Description

со

(Х

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к элекроиз- мерительным показывающим и регулирующим приборам, содержащим дискретно- аналоговый оптоэлектронный отсчетный блок.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет компенсации нелинейности объектов измерени .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема прибора; на фиг. 2 - временна  диаграмма.

Электроизмерительный прибор с трехпо- зиционным регулированием содержит газоразр дную индикаторную панель 1, программируемый запоминающий блок (ППЗУ) 2, формирователь 3 анодного напр жени , регулируемые источники 4 и 5 опорного напр жени , компараторы 6-8, переключатели (ключи) 9-12, генератор 13 импульсов, первый и второй счетчики 14 и 15, генератор 16 ступенчатого напр жени , первый и второй элементы И 17 и 18, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, D-триг- гер 21, первый и второй резисторы 22 и 23, третий элемент И 24. При этом выходы первого и второго регулируемых источников 4 и 5 опорного напр жени  соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов 6 и 7 и с входами первого и второго переключателей 9 и 10, вторые входы первого и второго компараторов 6 и 7 соединены с входной щиной прибора и с входом третьего переключател  11. Выходы первого, второго и третьего переключателей 9-11 соединены с инвертирующим входом третьего компаратора 8, неинвертирующий вход которого подключен к выходу генератора 16 ступенчатого напр жени .

Выходы компараторов 6 и 7 соединены соответственно с первыми входами первых элементов И 17 и ИЛИ 19. Выход первого элемента И 17 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 20. Выход первого элемента ИЛИ 9 соединен с первым входом второго элемента И 18, второй вход которого подключен к выходу D-триггера 21. Выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с входом формировател  3 анодного напр жени .

Выход генератора 13 импульсов соединен с входом первого счетчика 14 и с первым входом третьего элемента И 24. Выходы счетчика 14 подключены к адресным входам ППЗУ 2, перва  группа выходов которого соединена с катодами газоразр дной панели 1, анод которой подключен к выходу формировател  3 анодного напр жени .

Старщий разр д счетчика 14 подключен к входу «Сброс ППЗУ 2 и к входу второго счетчика 15. Третий переключатель 11 имеет механическую св зь с четвертым переключателем 12, выход которого подключен к шине питани  (Ел) прибора, а первый вход - к второму входу первого элемента И 17 и через первый резистор 22 - к общей шине прибора. Второй вход четвертого переключател  12 подключен к второму входу .первого элемента ИЛИ 19 и через второй резистор 23 - к общей щине прибора. Старший разр д счетчика 15 соединен с третьими

0 входами первых элементов И 17 и ИЛИ 19. Выход третьего элемента И 24 подключен к тактовому входу генератора 16, а второй вход элемента И 24 соединен с вторым входом ППЗУ 2, первый выход кос торого соединен с входом «Сброс генератора 16 и с четвертым входом э.темента ИЛИ 20, третий вход которого соединен с младшим разр дом счетчика 15. Тактовый вход D-триггера 21 соединен с одним из информационных выходов счетчи0 ка 14.

Прибор работает, следующим образом. Дл  возбуждени  газоразр дной индикаторной панели 1, котора  содержит определенное количество катодов (более 100), необходимо первоначально подать импульс на катод сброса, после чего подать последовательности импульсов на группы като дов панели 1 (2 а, б, в, г).

Непрерывна  последовательность тактоQ вых импульсов (фиг. 2е), которую формирует генератор 13, проход  через счетчик 14, преобразуетс  в двоичный код, который пос- гупает на адресные входы ППЗУ 2. В ППЗУ двоичный код преобразуетс  в импульсы, управл ющие катодами панели 1, при этом

5 на выходе 25 формируетс  импульс (фиг. 2а), управл ющий катодом сброса, а на выходах 26-28 формируютс  пачки импульсов (фиг. 2 б, в, г), управл ющие катода.ми первой, второй и третьей групп соответственно .

0 Одновременно ППЗУ 2 формирует на выходе 29 импульсы, которые, поступа  на вход элемента И 24, запрещают прохождение через него тактовых импульсов генератора 13. Те тактовые импульсы, которые

5 проход т через элемент И 24 (фиг. 2ж), поступают на тактовый вход генератора 16 и формируют ступенчатое напр жение, при этом каждому тактовому импульсу, поступающему на вход генератора 16, соответствует одна ступенька на его выходе

0 (фиг. 2и). Режим работы ППЗУ выбираетс  таким образом, чтобы в течение действи  определенного импульса на выходах 25-28 импульс на выходе 29 запрещал прохождение через элемент И 24 некоторого определенного количества тактовых им5 пульсов (или пропускались все тактовые импульсы). Таким образом, может быть сформирована практически люба  нелинейна  передаточна  характеристика прибора.

Компаратор 8 сравнивает измер емое напр жение со ступенчатым и срабатывает в момент их равенства. Поскольку это срабатывание может произойти в момент, когда соответствующий импульс на выходах 25-28 еще не окончилс , то дл  исключени  неоднозначности отсчета (котора  возникает из-за нечеткого свечени  соответствующего катода) на тактовый вход триггера 21 подаютс  с одного из разр дных выходов счетчика 14 импульсы (фиг. 2д), передний фронт которых синхронизирован с импульсами на выходах 25-28. В результате срабатывание триггера 21 и, следовательно , гашение анода всегда происход т синхронно с импульсами на выходах 25-28. Как только разр д переместитс  вдоль всего индикаторного столбца, на выходе 30 ППЗУ 2 формируетс  импульс (фиг. 2к), который возвращает генератор 16 в исходное состо ние (фиг. 2и) и, кроме этого, через элемент ИЛИ 20 и формирователь 3 выключает питание панели 1. Кроме этого, с целью увеличени  в два раза ресурса панели 1 ее работа происходит через цикл, так как сигнал с выхода младщего разр да счетчика 15 периодически , через цикл,, осуществл ет выключение панели 1.

Регулируемые опорные источники 4 и 5 задают некоторые фиксированные уровни напр жени , соответствующие сигналам нижнего и верхнего уровней регулировани  (верхний уровень U2 всегда больще нижнего уровн  U:). Если измер емое напр жение Ux находитс  в пределах установленной зоны регулировани  (т. е. )2) то ни один из компараторов 6 и 7 не срабатывает.

Если , то срабатывает компаратор 6 и на его выходе устанавливаетс  «1. Если же , то срабатывает компаратор 7 и на его выходе устанавливаетс  «О. Таким образом, осуществл етс  функци  трехпозиционного регулировани , поскольку всем трем положени м значени  U относительно значений Ui и U2 соответствует три различных комбинации состо ний выходов компараторов 6 и 7.

Прибор может работать в трех режимах индикации. В первом режиме индицируетс  значение Ui, что позвол ет оператору установить или проверить значение нижнего уровн  регулировани . Во втором режиме индицируетс  значение U2, что позвол ет установить или проверить значение верхнего уровн  регулировани . В третьем режиме при помощи того же са.мого све- тоизлучающего столбца индицируетс  значение Ux и осуществл етс  сигнализаци  при выходе этого значени  за пределы зоны, установленной в первом и втором режимах .

Работа прибора в каждом из режимов.

В первом режиме замкнут ключ 9,

разомкнуты ключи 10 и 11, а ключ 12

замыкает второй вход элемента ИЛИ 19 на

5 щину En питани  ввиду того, что замкнут ключ 9; на вход компаратора 8 в качестве измер емого напр жени  поступает Ui. При этом управление формирователем 3 осуществл етс  только через вход элемента И 18, соединенный с выходом D-триггера

21, так как на выходе элемента И 17 посто нно сохран етс  «О (ввиду того, что на один из его входов через резистор 23 подаетс  «О), а на выходе элемента ИЛИ 19 посто нно сохран етс  «1 (ввиду того,

5 что на один из входов этого элемента подаетс  «1 от шины Еп питани . Поэтому сигнал гашени , сформированный триггером 21, проходит через элемент И 18, элемент ИЛИ 20, формирователь 3 и выключает питание анода газоразр дной инди0 каторной панели 1. В результате длина свет щегос  столбца этой нанели соответствует значению Ui.

Во втором режиме замкнут ключ 10, ключи 9 и 11 разомкнуты, а ключ 12 за5 мыкает вход элемента ИЛИ 19 на шину Еп питани . В этом режиме работа устройства осуществл етс  аналогично первому режиму. Разница заключаетс  в том, что, поскольку замкнут ключ 10, то длина свет щегос  столбца соответствует значе0 нию Ll2.

В третьем режиме ключи 9 и 10 разомкнуты, ключ 11 замкнут, а ключ 12 замыкает вход элемента И 17 на шину Еп питани . Работа прибора в этом режиме заключаетс  в следующем.

5

. В этом случае на выходе компаратора 6 имеетс  «О, на выходе компаратора 7 имеетс  «1. Поэтому так же, как в первом и втором режимах, на выхоQ де элемента И 17 посто нно сохран етс  «О, а на выходе элемента ИЛИ 19 посто нно сохран етс  «1, в результате чего управление формирователем 3 осуществл етс  через выход D-триггера 21. При этом, поскольку вход компаратора 8 соединен че5 рез ключ 11 с входом прибора, длина свет щегос  столбца соответствует значению Ux.

. В этом случае на вы.ходах компараторов 6 и 7 имеютс  «1. Поэтому так же, как и в примере 1, осущест0 вл етс  управление от выхода триггера 21. Кроме того, импульсы низкой частоты (2- 10 Гц) с выхода счетчика 15 проход т- через элементы И 17, ИЛИ 20, фор.миро- ватель 3 и периодически выключают питание панели 1, вызыва  тем самы.м мерцание свет щегос  столбца, длина которого соответствует значешпо Ux. Таким образом, осуществл етс  сшчккчизаци , х казываю- ща , что .

. в этом случае на выходах компараторов 6 и 7 имеетс  «О. С выхода старшего разр да счетчика 15 на вход элемента ИЛИ 19 периодически поступает «О и на выходе элемента ИЛИ 19 также периодически формируетс  «О. В результате периодически осуществл етс  запрет на прохождение через элемен И 18 импульсов гашени  с выхода триггера 21, что вызывает периодическое выключение питани  анода панели 1 только после переноса разр да вдоль всей длины столбца. Поэтому значение Ux индицируетс  посто нно, а на остальной части столбца возникает мерцание, которое сигнализирует о том,

что .

Формула uзoбpeтe tu 

Электроизмерительный прибор, содержащий газоразр дную индикаторную панель , программируемый запоминающий блок, формирователь анодного напр жени , два регулируемых источника опорного напр жени , три компаратора, четыре переключател , генератор импульсов, два счетчика, генератор ступенчатого напр жени , пер- I вый и второй элементы И, первый и вто- I рой элементы ИЛИ, D-триггер, первый и I второй резисторы, причем выходы перво- |го и второго регулируемых источников iопорного напр жени  соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов и с входами первого и второго переключателей, вторые входы первого и второго компараторов соединены |с входной шиной прибора и с входом треть- |его переключател , выходы первого, второго и третьего переключателей соединены с |инвертирующим входом третьего компара- :тора, неинвертирующий вход которого под- |Ключен к выходу генератора ступенчатого |напр жени , выходы первого и второго ком- |параторов подключены к первым входам первых элементов И, ИЛИ соответственно, выход первого элемента И соединен с первым

входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу формировател  анодного напр жени , выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, выходы которого подключены к адресным входам программируемого запоминающего блока, перва  группа выходов которого соединена с катодами газоразр дной индикаторной панели, анод которой подключен к выходу формировател  анодного напр жени , старший разр д первого счетчика подключен к входу «Сброс программируемого запоминающего блока и к входу второго счетчика, третий переключатель имеет механическую св зь с четвертым переключателем, выход которого подключен к шине питани  прибора,

а первый вход - к второму входу первого элемента И и через первый резистор - к общей шине прибора, второй вход четвертого переключател  подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и через второй резистор - к общей шине прибора, старший разр д второго счетчика соединен с третьими входами первых элементов И и ИЛИ, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности прибора, в него дoпoлнитev ьнo введен третий элемент И, выход которого подключен к тактовому входу генератора ступенчатого напр жени , а первый и второй входы подключены соответственно к выходу генератора импульсов и к второму выходу программируемого запоминающего блока,

первый выход которого соединен с входом «Сброс генератора ступенчатого напр жени  и с четвертым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с младшим разр дом второго счетчика, тактовый вход D-триггера соединен с одним

из информационных выходов первого счетчика .

fa

выход 25

Выход I

.

выход 21

0

П

.rL

.

OJiJnjnjTJiJ JiJ

I I II IN nillllll

/г

вшод JO О

фиг. г

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Электроизмерительный прибор, содержащий газоразрядную индикаторную панель, программируемый запоминающий блок, формирователь анодного напряжения, два регулируемых источника опорного напряжения, три компаратора, четыре переключателя, генератор импульсов, два счетчика, генератор ступенчатого напряжения, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, D-триггер, первый и второй резисторы, причем выходы первого и второго регулируемых источников опорного напряжения соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов и с входами первого и второго переключателей, вторые входы первого и второго компараторов соединены с входной шиной прибора и с входом третьего переключателя, выходы первого, второго и третьего переключателей соединены с инвертирующим входом третьего компаратора, неинвертирующий вход которого подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, выходы первого и второго компараторов подключены к первым входам первых элементов И, ИЛИ соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу формирователя анодного напряжения, выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, выходы которого подключены к адресным входам программируемого запоминающего блока, первая группа выходов которого соединена с катодами газоразрядной индикаторной панели, анод которой подключен к выходу формирователя анодного напряжения, старший разряд первого счетчика подключен к входу «Сброс» программируемого запоминающего блока и к входу второго счетчика, третий переключатель имеет механическую связь с четвертым переключателем, выход которого подключен к шине питания прибора, а первый вход — к второму входу первого элемента И и через первый резистор — к общей шине прибора, второй вход четвертого переключателя подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и через второй резистор — к общей шине прибора, старший разряд второго счетчика соединен с третьими входами первых элементов И и ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прибора, в него дополнительно введен третий элемент И, выход которого подключен к тактовому входу генератора ступенчатого напряжения, а первый и второй входы подключены соответственно к выходу генератора импульсов и к второму выходу программируемого запоминающего блока, первый выход которого соединен с входом «Сброс» генератора ступенчатого напряжения и с четвертым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с младшим разрядом второго счетчика, тактовый вход D-триггера соединен с одним из информационных выходов первого счетчика.

   а л, выход 25 в

   Выход 26

   6 4 выход 21 г

   выход 28 д вход

   Jl >

   t

   Q\A е

   Л^1£1|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ^ρσ а * выход ^А

   II I I I II III ιιιιιιιιι___I

   ->

   t

   -П-Г

   1ШЛ1 выход зо

   U выход г ей ера торо 16