SU369499A1 - Регистрирующий прибор - Google Patents

Description

1

Известны регистрирующие приборы, содержащие масщтабный преобразователь, электрохимический интегратор, пороговую схему, исполнительное устройство и блок регистрации .

С целью повышени  точности регистрации в предлагаемом регистрирующем приборе исполнительное устройство выполнено в виде цепи из источника эталонного тока, подключенного к интегратору встречно по отношению к выходу масштабного преобразовател  через токовый ключ, управл емый формирователем длительности опорного сигнала, вход которого соединен с выходом пороговой схемы.

Кроме того, формирователь длительности опорного сигнала выполнен в виде делител  частоты, на вход которого через импульсный клапаи подключен генератор импульсов стабильной частоты, а на выход - вход установки «нул  триггера управлени , вход установки «единицы которого соединен с выходом пороговой схемы, а выход через разделительные диоды - с управл ющими входами импульсного клапана и токового ключа; порогова  схема выполнена в виде балансной схемы сравнени  с импульсным опросом и туннельным диодом на выходе, причем опросный вход схемы сравнени  соединен с выходом генератора импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого регистрирующего прибора; на фиг. 2- принципиальна  схема порогового устройства (схемы сравнени ). Регистрирующий прибор состоит из масштабного преобразовател  / контролируемого тока, электрохимического интегратора 2, пороговой схемы 3, исполнительного устройства 4, включающего формирователь 5 длительности опорного сигнала, токовый ключ 6 и источпик 7 эталонного тока.

На выходе пороговой схемы подключен блок 8 регистрации.

Формирователь 5 длительности опорного сигнала включает управл ющий триггер 9 с

установочными входами, импульсный клапан W, генератор 11 стабильной частоты п делитель 12 частоты.

Масщтабный преобразователь / осуществл ет преобразование контролируемого тока в

ток, удобный дл  интегрировани .

На выход измерительного усилител  масштабного преобразовател  / включен электрический интегратор 2, выдающий выходной сигнал в виде резкого увеличени  напр жени 

между электродами при прохождении через него определенного количества электричества (У idt), равного зар ду, предварительно запасенному в интеграторе. Выход интегратора 2 контролируетс  пороговой схемой 3, обеспечивающей на выходе нормализованный по амплитуде и длительности сигнал при увеличении выходного нанр жен.и  интегратора до онределбниого уровн .

Выходной сигнал пороговой схемы 3 поступает на исполнительное устройство 4, которое формирует опорный сигнал - нормированный зар д, равный гэт/оп, и переносит его в электрохимический интегратор 2. Длительность опорного сигнала /оп определ етс  формирователем 5, эталонный ток эт - источником (стабилизатором ) эталонного тока.

По сигналу пороговой схемы формирователь 5 открывает токовый ключ 6 и подключает источник 7 эталонного тока к интегратору встречно по отношению к выходу масштабного преобразовател . При этом напр жение на выходе интегратора резко уменьшаетс . По истечении времени оп импульс, управл юш,ий токовым ключом 6, оканчиваетс , и источник 7 эталонного тока отключаетс  от интегратора . Зар д, перенесенный при этом в интегратор , определ етс  как /эт опПоскольку и масштабный преобразО|Ватель, и источник эталонного тока в идеальном случае имеют бесконечно большие внутренние сопротивлени , процессы интегрировани  конт1ролируемого и эталонного токов независимь. Следовательно, если выбрать , то врем  Т между двум  выходными импульсами пороговой схемы 3 будет всегда превышать /оп и определ тьс  равенством т ,

откуда

Г

(ср)г

или

f

(ср/у I

этоп

где (iop)r - среднее значение контролируемого тока за врем  Т, т. е. частота импульсов на выходе пороговой схемы строго пропорциональна среднему за период Т значению контролируемого тока. Дл  регистрации контролируемого тока блок 8 регистрации выполн етс  в виде частотомера, дл  регистрации количества электричества - в виде накопите.тьного счетчика импульсов с индикацией.

Формирование длительности ton опорного сигнала аналоговыми методами (ждущий блокинг-генератор , одновибратор, фантастрон и т. д.) в лучшем случае может обеспечить точность выдержки ton. в пределах дес тых долей процента. Дл  повышени  точности целесообразно использовать в качестве опорной величины длительность периода частоты генератора, стабилизированного кварцем.

Орл подаче на вход установки «1 триггера 9 сигнала от пороговой схемы триггер 9 устанавливаетс  в «единичное состо ние, формиру  передний фронт импульса, управл ющего токовым ключом 6. Одновременно триггер 9

снимает запрет с управл ющего входа импульсного клапана 10, и импульсы с выхода генератора 11 стабильной частоты начинают поступать на вход делител  12 частоты. Делитель частоты обеспечивает формирование импульса управлени  из заданного числа периодов стабильной частоты

С л/-.

/с

в конце N-TO периода на выходе делител  возникает импульс, поступающий на вход установки «О триггера 9. Триггер 9 устанавливаетс  в «нулевое состо ние, формиру 

задний фронт импульса, управл ющего токовым ключом 6, и подава  запрет на управл ющий вход импульсного клапана 10. Поступление импульсов на вход делител  12 прекращаетс .

Дл  повыщени  точности формировани  длительности опорного сигнала в качестве пороговой схемы использована схема сравнени  с импульсным опросом. При этом сигнал на выходе схемы сравнени  можно синхронизировать с работой генератора 11, подав на опросный вход схемы сравнени  выход генератора 11.

Рассмотрим подробнее работу схемы сравнени  с импульсным опросом (см. фиг. 2),

включающей транзисторы 13 и 14, включенные по балансной схеме, на базы которых соответственно поданы выходное напр жение f/Bbis интегратора и опорное напр жение Uou, транзистор 15, включенный по схеме с общей

базой в общую эмиттерную цепь транзисторов 13 и 14 и выполн ющий функции импульсного источника тока; усилитель 16 сигнала сравнени ; эмиттерные повторители 17 и 18, обеспечивающие усиление сигнала сравнени  по

току; туннельный диод 19, выполн ющий функции порогового элемента.

Сравнение напр жений f/вых и Lon осуществл етс  эмиттерными переходами транзисторов 13 и 14. Если ;7вых оп, создаютс 

услови  дл  проводимости транзистора 13. В момент подачи на опросный вход положительного импульса коллекторный переход транзистора 15 обеспечивает протекание через транзисторы 13 и 14 коллекторного тока. Поскольку эмиттерный переход транзистора 13 будет смещен в пр мом направлении больше, чем эмиттерный переход транзистора 14, в коллекторной цепи первого транзистора потечет больший ток.

Разность потенциалов, созданна  при протекании коллекторных токов через транзисторы 13 и 14, усиливаетс  транзистором 16. Транзисторы /7 и 18 обеспечивают усиление выходного сигнала транзистора 16 по току.

Туннельный диод 19 включен в эмиттерную цепь транзистора 18. Если t/вых настолько больше (/ош что в эмиттерной цепи транзистора 18 ток превосходит значение тока /max туннельного диода, последний переключаетс 

на диффузионную ветвь вольт-амперной характеристики , формиру  передний фронт выходного импульса.

По окончании импульса опроса тра нзистор 15 запираетс , ток через туннельный диод уменьшаетс  до нул . При этом диод 19 переключаетс  на туннельный участок вольт-амперной характеристики, формиру  задний фронт выходного импульса.

Схема в целом работает следующим образом . При опросе импульсом генератора // и порогова  схема, контролирующа  выход интегратора 2, формирует импульс, устанавливающий триггер 9 в «единичное состо ние . При этом открываетс  токовый ключ 6, и источник эталонного тока 7 оказываетс  подключенным к интегратору 2 встречно но отношению к контролируемому току (выходу масштабного преобразовател  /). Начинаетс  процесс накоплени  в интеграторе нормированного зар да, противоположного по знаку зар ду, переносимому контролируемым током. Напр жение на выходе интегратора 2 уменьшаетс  до нормального. Следовательно, в течение времени оп совместно существуют два независимых процесса интегрировани  - контролируемого тока и эталонного тока. При этом интегрирование осуществл етс  с разными знаками, т. е. результирующий зар д, накопленный в интеграторе за врем  оп, будет определ тьс  выражением

опоп

QsKB с - г idt, оЬ

или

оп.

QsKB - f

При условии в любой момент времени

.

Одновременно с открыванием токового ключа снимаетс  запрет с управл ющего входа импульсного клапана 10, и следующий импульс генератора // попадает на вход счетчика , выполн ющего функции делител  12 частоты . 4qpe3 число периодов частоты геиераTOipa //, определ емое «оэффаФциентом делели  делител  12, на его выходе .возникает импульс , переключающий триггер 9 в «нулевое состо ние. При этом запираютс  импульсный клапан 10 и токовый ключ 6, отключа  источник 7 эталонного тока от интегратора 2. Процесс интегрировани  эталонного тока заканчиваетс . Продолжаетс  интегрирование лишь контролируемого тока i. Зар д, накопленный в интеграторе за врем  оп, начи-нает уменьщатьс :

t

QsKBэТ onI

о

и при становитс  равным нулю:

г

эт оп - с idf - о, о

откуда

у

1 т,

- {idf т J

или

f

);эт о

где (гср)т - среднее значение контролируемого тока за период Т.

В момент Q3KB 0 на выходе интегратора возникает резкий скачок напр жени , фиксируемый выходным сигналом пороговой схемы в виде выходного импульса.

Затем цикл работы счетчика повтор етс .

Предмет изобретени 

Claims (3)

1.Регистрирующий прибор, содержащий масштабный преобразователь, электрохимический интегратор, пороговую схему, исполнительное устройство и блок регистрации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности , В нем исполнительное устройство выполнено в виде цепи из источника эталонного тока, подключенного к интегратору встречно

по отношению к выходу масштабного преобразовател  через токовый ключ, управл емый формирователем длительности опорного сигнала , вход которого соединен с выходом пороговой схемы.

2.Регистрирующий прибор по п. 1, отличающийс  тем, что формирователь длительности опорного сигнала выполнен в виде делител  частоты, на вход которого через импульсный

клапан подключен генератор импульсов стабильной частоты, а на выход - вход установки «нул  триггера управлени , вход установки «единицы которого соединен с выходом пороговой схемы, а выход через разделительные диоды - с управл ющими входами импульсного клапана и токового ключа.

3.Регистрирующий прибор по п. 1, отличающийс  тем, что порогова  схема выполнена

в виде балансной схемы сравнени  с импульсным опросом и туннельным диодом на выходе, причем опросный вход схемы сравнени  соединен с выходом генератора импульсов.

Л

iI b,.;j-..,,- -tci

I p ±.™ „

Л

Г

I I.H.J 10

rrq:::-r j

Фиг.