SU618687A1 - Цифровое измерительное устройство - Google Patents

Description

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  при изменени х в широком диапазоне уровн  измер емой величины.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предложенное устройство введены регистр признака предела, выход которого подсоединен ко второму входу регистра результатов измерений, элементы задержки и св зи, триггер блокировки сравнени , триггер переключени  формировани , формирователь образцового посто нного сигнала, два коммутатора и дополнительные каналы измерени , включаюш,ие триггеры разблокировки, блоки сравнени , элементы И-НЕ, кроме канала измерени  с младшим пределом, триггеры блокировки, кроме канала измерени  со старшим пределом,элементы ИЛИ, кроме каналов измерени  с младшим и старшим пределами , и ключи. Выход элемента ИЛИ подключен к первому входу ключа соответствуюпдего канала измерени , а входы - к выходу триггера блокировки и выходу элемента И-НЕ. Первый вход каждого блока сравнени  соединен с соответствуюшим выходом делител  измер емой величины, вторые входы объединены и через первый коммутатор подключены ко второму выходу фор .мировател  образцового сигнала уравновешивани , а через второй коммутатор к выходу формировател  образцового посто нного сигнала. Управл юшие входы коммутаторов соединены соответственно с первым и вторым выходами триггера переключени  формирователей, первый вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а второй вход через элемент задержки - со вторым выходом блока управлени , подключенным к управл юшим входам упом нутых триггеров каналов измерени  и к управл ющим входам регистра признака предела и триггера блокировки сравнени . Входы регистра признака предела и элемента св зи подключены соответственно к выходам ключей . Выход элемента св зи подключен ко входу блока управлени , первый выход которого соединен со входом триггера блокировки сравнени , выход которого подключен к первым входам элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходам триггеров разблокировки соответствующих каналов измерени , а вход каждого триггера разблокировки соединен с выходом ключа соответствующего канала измерени  и входо .м триггера блокировки предыдущего канала измерени  с младшим пределом. Выход триггера блокировки канала измерени  с младшим пределом подключен к первому входу ключа. Выход элемента И-НЕ канала измерени  со старшим пределом соединен с первым входом ключа, а второй вход каждого ключа - с выходом соответствующего блока сравнени .

Это позвол ет повысить скорость измерений в широком диапазоне изменени  измер емой величины и автоматически выбрать предел измерени ; исключить потери

измерительной информации, обусловленные временем п.ереключени -предела, так как выбор предела измерений в данном случае совмещен во времени с циклом самого измерени .

Функциональна  схема устройства приведена на чертеже, где обозначены вход 1 измер емой величины, делитель 2 измер емой величины, блоки 3-5 сравнени  первого (младшего), второго ... последнего (старшего) пределов измерени , формирователь 6 образцового сигнала уравновешивани , регистр 7 результатов измерений, клю .чи 8, триггер 9 блокировки, элемент ИЛИ 10, триггер 11 разблокировки; элементи-НЕ 12. формирователь 13 образцового посто нного сигнала, коммутаторы 14, 15, триггер 16 переключени  формирователей, блок 17 управлени  с выходом 18 тактовых сигналов и выходом 19 сигналов сброса, регистр 20 признака предела, триггер 21 блокировки сравнени , элемент 22 св зи и элемент 23 задержки.

Устройство работает следующим образом Измер ема  величина, поступающа  на вход 1 через ступени делител  2, передаетс  одновременно на все блоки сравнени  3-5. Число ступеней делител  выбрано, исход  из требуемого количества пределов измерени , а величина ступени делител  - в соответствии с максимальным значением уравновешивающего сигнала, равного верхней границе младщего предела. Таким образом , измер емый сигнал распредел етс  по блокам сравнени  в соответствии со ступен ми делител , уменьша сь в направлении блока сравнени  наибольшего предела. По сигналу сброса блока 17 управлени  триггеры 9, 11 и 21 принимают исходное состо ние , обеспечивающее открытое положение ключей 8 в выходных цеп х всех блоков сравнени . Одновременно сбрасываютс  в нуль  чейки регистра 20. Затем с задержкой в элементе 23, достаточной дл  переключени  указанных триггеров, сигнал сброса переводит триггер 16 в положение, при котором открываетс  коммутатор 14 и на входы всех блоков сравнени  подаетс  образцовый посто нный сигнал формировател  13, равный по величине определенной ступени уравновещивающего сигнала. При этом на выходе каждого блока сравнени  группы в случае, если измер емый сигнал лежит в границах р-го предела и превышает по величине на входе блока сравнени  р-го канала п-ю ступень уравновешивающего сигнала по вл ютс  единичные сигналы (сигналы «больше) сравнени . С одной стороны сигнал «больше переключает триггер I1 в цепи блока сравнени  данного канала а с другой стороны этот сигнал переключает триггер 9 в цепи блока сравнени  предыдущего канала. При этом выходы блоков сравнени  этих каналов блокируютс  сигналами триггеров 9 и 11 через элементы 12, 10 и 8. С по влением первого тактового сигнала

блока управлени  17 на входы блоков сравнени  всех каналов вместо формировател  13 триггер 16 подключает формирователь 6. Одновременно переключаетс  триггер 21, выходной сигнал которого через элементы 12 поступает на ключи 8 всех каналов и закрывает ключи в каналах с (р + )-го по /с-й. Ключ 8 р-го канала при этом открываетс , т. е. выбираетс  канал, соответствующий пределу входной измер емой величины.

Если измер ема  величина лежит в границах младшего предела измерений и меньше по величине, чем п-  ступень уравниваюш ,его сигнала, то описанным выше образом блокируютс  выходы блоков сравнени  всех каналов сравнени  за исключением канала младшего (первого) предела.

Если ступени делител  2 обеспечивают деление входной величины в соотношении 1:10 ...к:10 (где к - число, равное номеру старшего предела измерени ), то сигналы на входах соседних блбков сравнени  различаютс  между собой на пор док. Ступени уравновешивающего сигнала при поразр дном уравновешивании различаютс  между собой меньше, чем на пор док. Так, при использовании двоичного кода соотношение значений соседних ступеней уравновешивающего сигнала равно 2, поэтому на входе блока сравнени , соответствующего пределу измер емой величины (кроме первого , младщего) измер ема  величина не может оказатьс  меньще значени  уравновешивающего сигнала. В противном случае выбираетс  (автоматически) блок сравнени  предыдущего предела (канала). При другом соотношении ступеней уравновешивающего сигнала входна  величина не может оказатьс  меньще величины некоторой определенной ступени (начина  со старшей). С этой целью в устройстве использован формирователь образцового посто нного сигнала , равного по уровню п-й ступени уравновешивающего сигнала, который подключаетс  ко всем блокам сравнени  в такте установки ЦИУ в исходное состо ние, что позвол ет выбрать блок сравнени  нужного предела описанным выше образом.

По сигналу сброса и первому тактовому сигналу выбираетс  блок сравнени , соответствующий пределу измер емой величины. При этом дл  выбора предела измерений не требуетс  дополнительного времени. Выбор происходит одновременно с процессом измерени . Сигналы «больще, по вившиес  на выходе группы блоков сравнени  при выборе предела измерени , записываютс  (например , в виде единичных сигналов) в соответствующие не св занные между собой  чейки регистра 20 и совокупность этих сигналов представл ет собой код признака выбранного предела, который передаетс  в регистр 7 результатов.

Если измер ем.а  величина находитс  в границах младщего предела, то первый сигнал «больше на выходе блока сравнени 

первого канала может по витьс  в любом из тактов уравновешивани , но при этом он все равно записываетс  в соответствуюшую  чейку регистра 20.

С по влением первого тактового сигнала начинаетс  процесс уравновешивани  (измерени ) входного сигнала в выбранном канале. Уравновешивание выполн етс  известным образом. Выходные сигналы выбранного блока сравнени  в соответствии с тактовыми сигналами передаютс  в блок 17 управлени  через элемент .22. После за,вершени  цикла уравновешивани  с выхода 19 блока 17 управлени  поступает сигнал сброса, и цикл измерени  повтор етс ;

В устройстве обеспечиваетс  надежное блокирование выходных цепей всех блоков сравнени  за исключением блока выбранного предела, что устран ет по вление «паразитных сигналов этих каналов на входе блока 17 управлени .

Устройство позвол ет строить оптимальные по быстродействию, динамическому диапазону и точности измерений ЦИУ, исход  из возможно достижимых точностных параметров образцового источника сигнала по .разр дного уравновешивани .

Claims (2)

1.Галущкин А. И. и др. Оперативна  обработка экспериментальной информации. М., «Энерги , 1972, с. .

2.Хлистуков В. Н. Основы цифровой электроизмерительной техники. М., «Энерги , 1966, с. 303-304.