SU412562A1 - Цифровой вольтметр - Google Patents

Description

1

Известные цифровые вольтметры, содержащие интегр.ирующий усилитель, схему формировани  интервала времена, ключевую схему, источники измер емого н эталонного напр жений , счетчик и генератор, характеризуютс  недостаточной точностью и сложностью конструкции .

Предлагаемый вольтметр в отличие от известнаго снабжен сумматором, преобразователем «код- напр жение и вспомогательным счетчиком, включенными таким образом, что выход схемы формировани  измерительного интервала времени подключен к входному селектору всномогательного счетчика, выход .которого через преобразователь «код-напр жение соединен с одним из входов сумматора , другой вход которого подключен к выходу ключевой схемы, а выход - ко входу интегрирующего усилител .

На чертеже изображена блок-схема цифрового вольтметра.

Измер емое напр жение и, при помощи входного делител  / напр жени  и масщтабного усилител  2 приводитс  к унифицированной величине, необходимой дл  работы интегратора 3. На входы преобразовател  4 «код- напр жение подан запрет, и на выходе преобразавател  присутствует нулевое напр жение . Через ключевую схему 5 и сумматор 6 приведенное посто нное измер емое наор жение (Уд- поступает на вход интегратора 5 в течение измерительного интервала Гц, равного или кратного .периоду помехи /п .

Т„ п / „.

При этом напр жение на выходе интегратора достигает величины

„ п -tn-m Т„-т-и.. - . Л Т - посто нна  времени интегратора; т - коэффициент передачи сумматора.

После этого со входа преобразовател  «код-напр жение снимаетс  запрет, схема 7 определени  нол риости определ ет пол рность измер емого напр жени , и от источника 8 эталонного напр жени  через переключающуюс  ключевую схему на вход сумматора подаетс  эталонное нанр жение УЭТ с пол рностью , обратной пол рности измер емого напр жени . Эталонное напр жение складываетс  с корректирующим снимаемым с

выхода преобразовател , при помощи сумматора , с выхода которого суммарное опорное напр жение Uon подаетс  на вход интегратора . Происходит разр д интегратора до нулевого уровн : момент окончани  разр да определ етс  при помощи компаратора 9. После срабатывани  компаратора ключева  схема отключает от входа интегратора опорное напр жение , и процесс разр да прекращаетс . Врем  разр да Тп -- г и раз - - .г - , .V , /Сигнал с выхода компаратора с длительностью , равной времени разр да интегратора, и импульсы с генератора 10 заполнени  поступают на схему совпадени  ., с выхода которой на вход счетчика 12, выход которого подключен к интегратору 13, поступает количество импульсов, пропорциональное измер емой величине , г-т- п /зап г I -- /зап I л- гТ л- - -оп .и. и.., - ппп-количество импульсов в оп -- п /3 опорном пакете, пропорциональное измерительному интервалу , /Г- f/ -коэффициент преобразоваN ,n N, ни . Необходимо обеспечить условие -const независимо от дрейфа периода помехи. В описываемом приборе данное требование обеспечиваетс  следующим образом. Выбираетс  вспомогательный счетчик J4 с минимальным объемом а Лгоп.пот (1 Г Отшах) Non. пот (1-8 здесь: , пот - количество импульсов в опорном пакете, соответствующем номинальному значению периода помехи; 8т max - максимальный дрейф периода помехи; ent-цела  часть числа. На вход вспомогательного счетчика М подаетс  опорный пакет импульсов, вырабатываемый формирователем опорного пакета 15 при заполнении измерительного интервала частотой /зап генератора заполнени . Переполнение счетчика произойдет в раз. b ent что соответствует поступлению на вход счетчика некоторого начального количества импульсов . ЛГ1 а-6, эталонное напр жение выбрано из )слови  : и,,К- и1„ Из услови  /(c.onst следует i/on - f/эт + Д /эт л .   (Nl, + Д Л(оп) Л . + Я (yVon - Хп) , U,.,„.K,m, (), ДЛ ,1 - NOU-число, записанное во вспомогательном счетчике после окончани  зар да, Д 6эт- дополнительное напр жение, которое должно быть эквивалентно прибавлению к Озг дл  выполнени  услови  A const. AI - коэффициент преобразовани  преобразовател  коднапр жение , «1 - соотнощение суммирующих элементов сумматора (резисторов ). Погрешность преобразовани  блр, обусловленна  цифроаналогогвым преобразованием, в зависимости от дрейфа Т„ равна: 8пр 2 Гп(о,„1 + Oj,,); 8mi и SjTi - относительные погрешности сумматора и преобразовател  код-напр жение. Так как бт обычно пор дка 0,01, то допустима  суммарна  погрещность преобразовател  и сумматора может на полтора-два пор дка превышать основную погрешность вольтметра. Очевидно, что реализаци  подобных преобразовател  и сумматора не представл ет трудностей. (Переменное напр жение в описываемом вольт-метре может измер тьс  путем его промежуточного преобразовани  на детекторе среднего значени  в посто нное напр жение. Таким образом, данный вольтметр обеспечивает при максимальном подавлении помехи и небольших аппаратурных затратах независимость показаний от дрейфа периода помехи . При этом суммарна  погрешность, в основном определ етс  погрешность в основном определ етс  погрешностью измерительного канала. Дополнительным преимуществом устройства  вл етс  то, что медленный дрейф частоты /зап генератора заполнени  выбираетс  коррекцией в эталонном канале и об зательной  вл етс  только кратковременна  стабильность /зап (в течение одного цикла измерени ). Предмет изобретени  . Цифровой вольтметр, содержащий интегрирующий усилитель, схему формировани  интервала времени, ключевую схем}, источники

измер емого и эталонного напр жений, счетчик индикатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  конструкции , он снабжен сумматором, преобразователем «код-напр жение и вспомогательным счетчиком, включенными таким образом, что выход схемы формировани  измерительного интервала времени подключен к входному селектору вспомогательного счетчика, выход которого через преобразователь «код - напр жение соединен с одним из входов сумматора , другой вход которого подключен к выходу ключевой схемы, а выход - ко входу интегрирующего усилител .

И

/J