SU805491A1 - Цифровой вольтметр - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  цифровой измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контрол , в информационно-измерительных системах, в лабораторно-испытательных комплексах дл  измерени  посто нных напр жений обеих пол рностей Известны цифровые вольтмет{ г врем -импульсного типа дл  измерени  посто нных напр жений . Точность измерени  этих устройств недостаточно высока вследствие вли ни  разброса и ухода параметров, вход щих в них элементов. Известен цифровой вольтметр., содержащий триггер знака, блок управле ни , первый выход которого соединен со блока задержки, генератор пилообразного напр жени , выход которого подключен к первому вхо у бло ка сравнени , второй триггер, который своим выходом подключен к первому входу элемента И C2J. При работе этого устройства возни KeuoT дополнительные погрешности «сле ствие разброса зоны нечувствительнос и порога срабаты9а 1и  блоков сравнени .. Кроме того, дрейф нул  генератора пилообразного напр жени  приводит к необходимости производить периодически подстройку прибора. Цель изобретени  - повьвиение точности измерени  и удобства эксплуатации . Дл  этого цифровой вольтметр, содержащий триггер знака, блок управлени , первый выход которого соединен со входом блока задержки, генератор пилообразного напр жени , выход которого подключен к первому входу блока сравнени , второй триггер, который своим выходом подключен к первому в-ходу элемента И, дополнительно содержит сумматор, источник посто иного напр жени , блок делени  частоты на два, реверсивный счетчик, регистр результата и аналоговый ключ, информационный вход которого подключен ко входу устройства, а управл ющий вход соединен с установочными входами триггера знака, второго триггера и реверсивного счетчика, а также с выходом блока делени  частоты на два, вход которого подключен к входу блока задержки, выход аналогового ключа соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен, с выходом источника посто нного напр жени , выход сумматора подключен ко

второму входу блока сравнени , выход которого соединен со счетном входом второго триггера, второй выход блока управлени  присоединен ко второму входу элемента И, выход которого подключен к счетному входу реверсивного «счетчика, причем один из выходов его {соединен со вторым установочным вхо-. дом триггера знака, выход которого

подключен к управл ющему входу направ лени  счета реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу регистра результата , второй информационный вход которого подключен к выходу триггера знака, а управл ющий вход соединен с выходом второго триггера.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.

Вход устройства подключен к информационному входу аналогового ключа 1, выход которого подключен к первому входу сумматора 2, второй вход которого подключен к выходу источника посто нного напр жени  3, а выход сумматора 2 соединен с первым входом блока сравнени  4, выход которого под ключей к счетному входу второго триггера 5, который своим выходом подключен к первому входу элемента И 6 и к управл ющему входу регистра результата 7. Первый выход блока управлени  8 присоединен через блок задержки 9 и генератор пилообразного напр жени  10 ко второму входу блока сравнени  4, а также через блок делени  частоты на два 11 - к управл ющему входу аналогового ключа 1 и к установочным входам триппера знака 12, второго триггера 5 и реверсивного счетчика 13, счетный вход которого подключен к выходу элемента И 6, а управл кедий вход направлени  счета реверсивного счетчика 13 соединен с выходом триггера знака 12. Причем один из выходов реверсивного счетчика 13 подключен ко второму установочному входу триггера знака 12, выход- которого, а также выход реверсивного счетчика 13 подключены к соответствукицим информационным входам регистра результата 7.

Устройство работает следующим образом .

Блок управлени  8 вырабатывает импул|ьсный сигнал Р с периодом следовани  импульсов, равным Т/2, который прейди через блок делени  частоты на два 11 управл ет работой аналогового ключа 1 посредством сигнала Q с периодом следовани  импульсов, равным Т. При этом в первый полупериод, т.е. при равенстве нулю сигнала Q , аналоговый ключ 1 закрыт, а во второй полупериод сигнала Q - открыт. Следовательно , на первый вход блока сравнени  4 периодически (с периодом Tj; поступает то напр жение VQ с выхода источника посто нного напр жени  3, то

сумма напр жений V + Уу , в зависимости от состо ни  аналогового ключа 1. Величина напр жени  Vg выбираетс  из услови  VQ где Vx,fn- максимальное значение входного напр жени  VQ . Запуск генератора пилообраз kioro напр жени  10, работающего в ждущем режиме осуществл ет сигнал Р с выхода блока управлени  8, задержанный-блоком задержки 9, дл  исключени  сбоев в работе всего устройстi ва, в частности, чтобы генератор пилообразного напр жени  10 запускалс  после того, как все переходные процессы в аналоговом ключе 1 закончат :. с . При этом после каждого дтрицатель15 ного фронта импульсного сигнала 0 с выхода блока делени  частоты на два 11 все устройство приводитс  в исходное состо ние, т.е. триггер знака 12 принимает состо ние, соответ0 ствукицее знаку 2{, второй триггер 5 устанавливаетс  в нулевое состо ние, а в реверсивный счетчик 13 заноситс  число 1000. Начина  с момента времени -fc, т.е. с момента приведени  все5 устройства в исходное состо ние, через врем  Т , определ емое блоком задержки 9, на второй вход блока сравнени  4 начинает поступать линейно нарастающее напр жение с выхода генератора пилообразного напр жени  10.

0 Поскольку в первый полупериод сигнала Gk. аналоговый ключ 1 закрыт, то на выходе блока сравнени  4 по витс  импульс через врем 

i t-KVo+ n,

5 где €, - врем  задержки запуска генератора пилообразного напр жени  10,

К - коэффициент, определ емый углом наклона линейно нарастаквдего напр жени , 0 значение абсолютной П9грешности одного цикла преобразовани  аналогового сигнала в интервал времени.

Погрешность преобразовани  -t, в

основном определ етс  величиной зоны нечувствительности и порога срабатывани  блока сравнени  4, а также его дрейфом и дрейфом генератора пилообразного напр жени . Импульс с выхоД 1 блока сравнени  4, поступа  на счетный вход второго триггера 5 переводит его в единичное состо ние. При этом открываетс  элемент И 6 и на счетный вход реверсивного счетчика 13

со второго выхода блока управлени  8 начинают поступать импульсы опорной частоты f Р . Блок управлени  построен таким образом,, что частота следовани  этих импульсов в 2000 раз больше час:тоты сигнала и и оба эти сигнала жест

ко засинхрониэированы между собой «(например сигнал fl может быть получен в результате делени  на триггерах сигнала . второй импульс на выходе блока сравнени  4 по витс 

Claims (2)

1. в момент равенства линейно нарастающего напр жени  алгебраической сум ме напр жений 0 it Аналогично предыдущим рассуждени  м врем  -fc определ етс  как i,(Vo+vo-n n Учитыва , что дрейф, имеющий мес ( то в блоках вольтметра, носит низко У1астотйый характер, также как и изменение параметров, характеризующих неидеальность блока сравнени  4, а промежуток времени ме еду двум  срабатывани ми блока сравнени  весьма мал, можно сказать, что величина абсолютной погрешности преобразовани  в обоих рассмотренных тактах -t, одна и та же. Этот второй импульс с выхода блока сравнени - 4 переводит второй триггер 5 в нулевое состо ние, элемент И б закрываетс , поступление импульсов на вход реверсивного счетчика 13 прекращаетс , а его содержимое , а также информаци  с триггера знака 12 по отрицательному фронту вы ходного импульса второго триггера 5, переписываютс  в регистр результата 7. Врем  т, в течение которого на вход реверсивного счетчика 13 поступают импульсы,не зависит как от стабильности величины V(j , так и от неидеальности и дрейфа блока сравнени  4 и генератора пилообразного напр жени  10,зависит только от величины Vx причем, если Уу О, то Т Т/а , а если Vy О, то Т и если Vx О то Т .. Поскольку частота опорного сигнала д в 200 ра . больше частоты сигнала OL , то обозна чив через T.J , получают , где N,- J - число импульсов, про Т порциональное измер  емому напр жению. Дл  получени  окончательного результата необходимо от числа имцульсов N , накопленных в реверсивном счетчике за врем  Т , вычесть 1(ХОО и пульсов . Поэтому перед началом измерени  в реверсивный счетчик заноситс  число 1000. Формула изобретени  Цифровой вольтметр, содержащий триггер знака, блок управлени , первый выход которого соединен со входом блока задержки, генератор пилообраз-. ного напр жени , выход которого подключен к первому входу блока сравнени , второй триггер, который своим выходом подключен к первому входу элемента И, отличающийс  TeMj чти, с целью повышени  точности и удобства эксплуатации, он дополнительно содержит сумматор, источник посто нного напр жени , блок делени  частоты на два, реверсивный счетчик, регистр результата и аналоговый ключ. информационный вход которого подклю- . чен ко входу устройства, а управл ю1ций вход соединен с установочными входс1ми триггера знака, второго триггера и реверсивного счетчика, а также с выходом блока делени  частоты на Ьва, вход которого подключен к входу) блока задержки, выход аналогового ключа соединен с первым входом сумматора , второй вход которого соединен с выходом источника посто нного напр жени , выход сумматора подключен ко второму входу блока сравнени , выход которого соединен со счетным входом второго триггера, второй выход блока управлени  присоединен ко второму входу элемента И, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, причем один иь выходов его соединен со вторым установочным входом триггера знака, которого подключен к управл ющему ВХОДУ направлени  счета реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу регистра результата, второй информационный вход которого подключен к выходу триггера знака, а управл ющий вход соединен с выходом второго триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 132863, кл. Н 03 К 13/20, 1960.
2. 2.Цифровые измерительные приборы . Под ред.в. М. 111л ндина,М. , Энерги , 1972, с.. ISJ.

   Их