SU855988A1 - Digital dc voltmeter - Google Patents

Digital dc voltmeter Download PDF

Info

Publication number
SU855988A1
SU855988A1 SU792795523A SU2795523A SU855988A1 SU 855988 A1 SU855988 A1 SU 855988A1 SU 792795523 A SU792795523 A SU 792795523A SU 2795523 A SU2795523 A SU 2795523A SU 855988 A1 SU855988 A1 SU 855988A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
voltage
digital
analog
Prior art date
Application number
SU792795523A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Петров
Эмиль Фрайм-Лейбович Симхович
Original Assignee
Ленинградское Производственное Объединение "Вибратор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградское Производственное Объединение "Вибратор" filed Critical Ленинградское Производственное Объединение "Вибратор"
Priority to SU792795523A priority Critical patent/SU855988A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU855988A1 publication Critical patent/SU855988A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в цифровьк вольтметрах посто нного тока. Известны цифровые вольтметры пост  нного тока с автоматическим выбором предела измерени , содержащие высокочувствительный блок выбора предела измерени , состо щий из уси лител  посто нного тока типа ЩЩ, цепи обратной св зи и коммутирующих ее ключей, аналого-цифровой пре образователь (АДП)И блок управлени , причем усилитель посто нного тока и АЦП используютс  как при выб ре предела измерени , так и дл  ана лого-цифрового преобразовани  измер емой величины 1. Недостаток этих цифровых вольтметров - большое врем  выбора пре- дела измерени , обусловленное инерц онностью усилител  типа МДМ и соответственно большим временем установлени  напр жени  на его выходе после каждой коммутации цепи обратной св зи. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемо гу  вл етс  цифровой вольтметр посто нного тока, содержащий блоки выбора предела измерени  с идентичными цеп ми обратной св зи, первый из которых - высокочувствительный и инерционньш, а второй - малочувствительный и быстродействующий , аналого-цифровой преобразователь , блок управлени , вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , а выходы - с управл ющими входами ключей цепей обратной св зи и управл ющим входом аналого-цифрового преобразовате .т  2 . Однако этот вольтметр имеет низкую точность, обусловленную взаимным вли нием блоков выбора предела измерени .The invention relates to electrical measuring equipment and can be used in digital DC voltmeters. Digital DC voltmeters with automatic selection of the measurement limit are known, containing a highly sensitive measurement limit selection unit, consisting of a SchSch, type DC amplifier, a feedback circuit and its switching keys, an analog-to-digital converter (ADP) and a control unit , with the DC amplifier and the A / D converter being used both for selecting the measurement limit and for the analog-digital conversion of the measured value 1. The disadvantage of these digital voltmeters is a long time for selection of the limit measured Due to slow-blow type amplifier onnostyu MDM and correspondingly large time, establishing a voltage at its output after each switching feedback circuit. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed gu is a digital voltmeter of direct current, containing measurement limit selection units with identical feedback circuits, the first of which is highly sensitive and inert, and the second is insensitive and fast-acting, analog-digital a converter, a control unit, the input of which is connected to the output of the analog-digital converter, and the outputs - to the control inputs of the keys of the feedback circuits and the control input of the analog-digital signal about trans. t. 2. However, this voltmeter has low accuracy due to the mutual influence of the measuring limit selection blocks.

Цель изобретени Purpose of the invention

повьшение точJHOCTH .Increased precision.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой вольтметр посто нного тока, содержащий блоки выбора предела измерени  с идентичными цеп ми обратной св зи, первый из которых - высокочуветвитель;ный и инерционный, а второй - малочувствительный и быстродействуюнщй, аналого-цифровой преобразователь, бхгак управлени , вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , а выходы - с управл ющими входами ключей цепей обратной св зи и управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател  введен переключатель, первый вход которого соединен со входом устройства и входом чувствительного и инерционного блока выбора предела измерений , выход которого подключен ко второму входу переключател , выход последнего через малочувствительный и быстродействующий блок вы:бора предела измерени  соединен со входом аналого-цифрового преобразовател , а управл ющий вход пврекл очател  подключен к дополнительному выходу блока управлепи . The goal is achieved by the fact that in a digital voltmeter a direct current, containing measurement limit selection blocks with identical feedback circuits, the first of which is a high-precision inertial and inertial, and the second is an insensitive and fast-acting analog-to-digital converter, bhgak control whose input is connected to the output of the analog-to-digital converter, and the outputs are connected to the control inputs of the keys of the feedback circuits and the control input of the analog-digital converter, a switch is entered, the first input D which is connected to the input of the device and the input of the sensitive and inertial unit for selection of the measurement limit, the output of which is connected to the second input of the switch, the output of the latter through the low-sensitivity and fast-acting unit of the measurement limit input is connected to the input of the analog-digital converter, and the control input is set to connected to the auxiliary output of the control unit.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Цифровой вольтметр содержит первый - высокочувствительный и инерционный блок выбора предела изм:ерени  в виде высокочувствительного услител  1 типа 1У1ДМ с входами 2 и 3} выходом 4 и цепью 5 обратной св зи с коммутиру1ощими ее ключами, второй малочувствительный и быстродействующий блок выбора предела в виде малочувствительного и быстродействующего усилител  6 (с непосредственн св зью каскадов) со входами 7 н 8 выходом 9 и цепью 10 обратной св зи с коммутирующими ее ключами, причем цепи обратной св зи идентичны, аналого-цифровой преобразователь (АЦП} 11 с информационным 1 2 и управл ющ1-1М 13 входами и выходом 14 блок 15 управлени  со входом 16 и выходами первым 17, вторым 18, третьим 19 и четвертым 20. переключатель 21 с информатдионньгми 22 и 23, управл ющим 24 входами и выходом 25.The digital voltmeter contains the first - highly sensitive and inertial unit for selecting the limit of measurement: Ereni in the form of a highly sensitive amplifier 1 of type 1У1ДМ with inputs 2 and 3} output 4 and circuit 5 of the feedback with its switches; and high-speed amplifier 6 (with direct connection of cascades) with inputs 7 and 8, output 9 and feedback circuit 10 with its switching keys, the feedback circuits being identical, analog-digital conversion or (ADC} 11 with information 1 2 and control 1-1 M 13 inputs and output 14 control block 15 with input 16 and outputs first 17, second 18, third 19 and fourth 20. switch 21 with information 22 and 23 controlling 24 entrances and exits 25.

Вход 22 перекгаочател  21 соединен с одним входом устройства, к которому подключаетс  измер ш- йе нар жение Uy, и с входом 2 высокоувствительного усилител  , выходThe input 22 of the transponder 21 is connected to one input of the device, to which the firing measurement Uy is connected, and to the input 2 of a highly sensitive amplifier, the output

4 последнего соединен со вторым вхоом 23 переключател  21. Выход 25 переключател  21 соединен со вхоом 7 быстродействующего усилител  6, выход 9 которого соединен с инормационным входом 12 АЦП 1. Цепи обратной св зи 5 и 10 включены соответственно между выходами 4 и 9, и входами 3 и 8 усилителей4 of the latter is connected to the second inlet 23 of the switch 21. The output 25 of the switch 21 is connected to the inlet 7 of the fast-acting amplifier 6, the output 9 of which is connected to the input input 12 of the ADC 1. The feedback circuits 5 and 10 are connected respectively between the outputs 4 and 9, and the inputs 3 and 8 amps

1и .6, Вход 16 блока 15 управлени  соединен с выходом 14 АДП 11, выходы 17 и 18 соединены соответственно1 and .6, Input 16 of control unit 15 is connected to output 14 of ATP 11, outputs 17 and 18 are connected respectively

с управл ющими входами ключей, коммутирующих цепи обратной св зи 5 и 10, выход 19 - с управл ющим входом 13 АЦП 11, а выход 20 - ,с управл ющим входом 24 переключател  21. : Между выходом 4 высокочувствительного усилител  I и входом 23 переключател  215 а также между входомwith control inputs of switches switching feedback circuits 5 and 10, output 19 with control input 13 of A / D converter 11, and output 20 with control input 24 of switch 21.: Between output 4 of highly sensitive amplifier I and input 23 of switch 215 and also between the entrance

2усилител  1 и входом 22 переключател  21 могут включатьс  фильтры2 amplifier 1 and input 22 of switch 21 can turn on filters

(на чертеже не показаны).(not shown in the drawing).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном положении переключатель 21 вьжлючен, вход 23 переключа- тел  2 замкнут с его выходом 25, а ключи в цеп х 5 и 10 обратной св зи установлены так что коэффициенты усилени  усилителей 1 и 6 равны единице. Цикл измерени  начинаетс  с включени  переключател  21, дл  чего с выхода 20 блока 15 управлени  поступает сигнал, размыкающий вход 23 переклзочател  21 с его выходом 25 и замыкающий этот выход с его входом 22. При этом благодар  единичному коэффициенту усилени  усилител  1 он не входит в насьш ;ение ни при каком значении напр жени  U, а благодар  единичному коэффициенту усилени  усилител  6 на информационном входе 12 АЦП 11 по вл етс  напр жение U. , равное измер емому напр жению J.In the initial position, the switch 21 is switched on, the input 23 of the switch 2 is closed with its output 25, and the keys in the feedback chains 5 and 10 are set so that the gain factors of amplifiers 1 and 6 are equal to one. The measurement cycle starts with switching on the switch 21, for which a signal is output from the output 20 of the control unit 15, which opens the switch 23 of the switch 21 with its output 25 and closes this output with its input 22. At the same time, due to the unit gain factor of amplifier 1, it does not enter ; at no value of the voltage U, but due to the unit gain of the amplifier 6 at the information input 12 of the ADC 11, a voltage U. appears, equal to the measured voltage J.

Claims (2)

Далее с выхода 19 блока 15 управлени  поступает команда на вход 13 АЦП 11, в результате которой с этого момента и до конца выбора предела измерени  напр жени  U/ сравниваетс  с Оэ и где максимально входное напр жение, на которое рассчитан АЦТ П (коэффициент 0,1 обусловлен тем, что коэффициенты усилени  усилителей 1 и 6, также как и пределы измерени  цифровых приборов. кратны 10) и дл  получени  наибольшей точности аналого-цифрового пре разовани  измер емого напр жени  и необходимо, чтобы цифровое знач ние А напр жейи  U было оптимальны т.е. вьтолн лось соотношение 0,1Ад , где А;д - максимальное цифро вое значение АЦП 1I, соответствующее Уд . В результате упом нутого сравне напр жений 0, Ц на выходе 14 АЦП 11 по вл етс  сигнал, пол рность которого зависит от соотношени  указанных напр жений, причем, е ли U|, О, Шд (т.е. предел измере ни , установленный в данный момент еще не оптимален и его следует изме нить) , то на вход 16 блока 15 упра лени  поступает така  команда, что последний по вьгходу 18 переключает ключи в цепи 10 обратной св зи таким образом, что коэффициент усилени  усилител  6 становитс  равным и.,, становитс  дес ти и напр жение равным .lOUj. Это напр жение сравниваетс  в АЦП с напр жением 0,111, и .результат сравнени  в виде соответствующей команды поступает на вх 16 блока 15 управлени , который по своему выходу 18 переключает цепь о ратной св зи 10, увеличива  коэффиц б еще в 10 ент усилени  усилител  b еще в раз. Так продолжаетс  до тех пор, пока не выполн етс  условие U. LL.. что свидетельствует о выборе оптимального предела. В этом случае АЦП 11 подает на вход 16 блока 15 управлени  комараду окончить выбор предела, в результате которой блок 15 управлени  по выходу 17 устанавл вает ключи в цепи 5 обратной св зи в положение, соответствующее выбран ному пределу, по выходу 18 - ключи в цепи 10 обратной св зи - в положение , соответствующее единичному коэффициенту усилени  усилител  6, по выходу 19 выключает в АЦП напр жение iO,lU, а по выходу 20 выключает переключатель 21, в результате чего его выход 23 соедин етс  с выходом 25. По прошествии времени, необходимого дл  установлени  напр жени  на вькоде 4 усилител  1 с необходимой точностью (это врем  задаетс  в блоке 15 управлени ), с выхода 19 блока 15 управлени  поступает команда на вход 13 АЦП 11 о начале аналого-цифрового преобразовани  на выбранном прел;еле. По этой команде АЦП осуществл ет аналого-цифровое преобразование и выдает о нем информацию с учетом дес тичной зап той (положение которой определ етс  выбранным пределом измерени ) в отсчетное устройство АЦП. После этого блок 15 управлени  по выходу 17 устанавливает ключи, коммутирующие цепь 5 обратной св зи усилител  I в положение соответствующее единичному коэффициенту усилени  усилител  1 (во избежание его перегрузки при изменении величины . и). Устройство готово к следующему измерению. Таким образом, в предлагаемом устройстве отсутствует взаимное вли ние блоков выбора предела измерени , поэтому оно имеет более высокую точность при сохранении высокого быстродействи . Кроме того, в нем малочувствительный и быстродействующий блок выбора предела выполн ет две функции: усилени  сигнала в процессе выбора предела измерени  и разр дки выходной- цепи высокочувствительного блока выбора предела и входной цепи АЦП (что особенно важно „р наличии упом нутых фильтров), в процессе аналого-цифрового преобразовани . Это снижает требовани  к входному сопротивлению А14П и упрощает устройство. Формула изобретени  Цифровой вольтметр посто нного тока, содержащий блоки выбора предела измерени  с идентичньши цеп ми обратной св зи, первый из которыхвысокочувствительный и инерционный, второй - малочувствительный и быстродействующий , аналого-цифровой преобразователь, 6jioK управлени , вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , а выходы - с управл ющими входами ключей цепей обратной св зи и управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности, в него введен переключатель , первый вход которого соединен со входом устройства и входом высокочувствительного и инерционно7Next, from the output 19 of the control unit 15, the command is sent to the input 13 of the A / D converter 11, as a result of which from this moment until the end of the selection of the measurement limit of the voltage U / is compared with Oe and where the maximum input voltage for which the ACT P is calculated (factor 0, 1 is due to the fact that the gain factors of amplifiers 1 and 6, as well as the measurement limits of digital devices, are multiples of 10) and for obtaining the most accurate analog-digital conversion of the measured voltage and it is necessary that the digital value A of the voltage U be optimal those. The ratio of 0.1 Ad was achieved, where A; d is the maximum digital value of the A / D converter 1I, corresponding to Od. As a result of the compared voltage 0, C, at the output 14 of the ADC 11, a signal appears, the polarity of which depends on the ratio of the indicated voltages, moreover, if U |, O, Sd (i.e., the measurement limit set is not yet optimal and needs to be changed), then the input to the 16 of the control unit 15 is received by the command that the latter switches the keys in the feedback circuit 10 on feedback 18 so that the gain of amplifier 6 becomes equal to and. , becomes ten and the voltage is .lOUj. This voltage is compared in the ADC with a voltage of 0.111, and the comparison result in the form of a corresponding command arrives at the input 16 of the control unit 15, which in its output 18 switches the communication link 10, increasing the coefficient b by 10 more amplifier gain b yet again. This continues until the condition U. LL .. is fulfilled, which indicates the choice of the optimal limit. In this case, the A / D converter 11 supplies the input 16 of the control unit 15 to the comrade to finish selecting the limit, as a result of which the control unit 15 controls the output 17 to set the keys in the feedback circuit 5 to the position corresponding to the selected limit, and the output 18 to the keys in the circuit 10 feedback - to the position corresponding to the unit gain of amplifier 6, on output 19 turns off voltage iO, lU on ADC, and on output 20 switches off switch 21, with the result that its output 23 is connected to output 25. After the time has passed required to establish voltage on April 4 vkode amplifier 1 with the required accuracy (this time is set in the control unit 15), the output 19 of the control unit 15 is commanded to the input 13 of the ADC 11 the start analog to digital conversion on the selected Prel; barely. With this command, the ADC performs analog-to-digital conversion and provides information about it, taking into account the decimal point (the position of which is determined by the selected measurement limit) to the ADC reading device. After that, the control unit 15 at the output 17 sets the keys that commute the feedback circuit 5 of the amplifier I to the position corresponding to the unit gain of the amplifier 1 (to avoid overloading with a change in the magnitude of. And). The device is ready for the next measurement. Thus, in the proposed device, the mutual influence of the units for selecting the measurement limit is absent; therefore, it has higher accuracy while maintaining high speed. In addition, it has an insensitive and fast-acting limit selection block that performs two functions: amplifying the signal during the selection of the measurement limit and the discharge of the output circuit of the highly sensitive limit selection block and the input circuit of the ADC (which is especially important with the mentioned filters), analog to digital conversion process. This reduces the input impedance requirements of the A14P and simplifies the device. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Digital DC voltmeter comprising measurement limit selection units with identical feedback circuits, the first of which is highly sensitive and inertial, the second is insensitive and fast-acting, analog-to-digital converter, 6jioK control, the input connected to the output of analog-digital converter and the outputs are connected to the control inputs of the keys of the feedback circuits and the control input of the analog-digital converter, characterized in that, in order to improve the accuracy, ene switch having a first input coupled to the input device and the input of a highly sensitive and inertsionno7 го блока выбора предела измерений, выход которого подключен ко второму входу переключател , выход последнего через малочувствительный и быстродействующий блок выбора предела измерени  соединен со входом аналого-цифрового преобразовател , а управл ющий вход переключател  подключен к дополнительному выходу блока управлени .The unit for selecting the measurement limit, the output of which is connected to the second input of the switch, the output of the latter through the insensitive and fast-acting unit for selecting the measurement limit, is connected to the input of the analog-digital converter, and the control input of the switch is connected to the additional output of the control unit. 85598888559888 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Sources of information taken into account in the examination 1,Цифровой универсальный изме5 рительный прибор (ЦУИП), Мапшриборинторг , 1971, с. 11, 24,1, Digital Universal Measuring Instrument (DSUI), Mapshriborintorg, 1971, p. 11, 24, 2.Авторское свидетельство СССР2. USSR author's certificate № 369498, кл. Н 03 К 13/02, 08.10.69 (прототип).No. 369498, cl. H 03 K 13/02, 08.10.69 (prototype).
SU792795523A 1979-07-11 1979-07-11 Digital dc voltmeter SU855988A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792795523A SU855988A1 (en) 1979-07-11 1979-07-11 Digital dc voltmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792795523A SU855988A1 (en) 1979-07-11 1979-07-11 Digital dc voltmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU855988A1 true SU855988A1 (en) 1981-08-15

Family

ID=20840301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792795523A SU855988A1 (en) 1979-07-11 1979-07-11 Digital dc voltmeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU855988A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103033677A (en) * 2012-12-15 2013-04-10 安徽工程大学 Range self-adaptation type digital voltmeter and measurement method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103033677A (en) * 2012-12-15 2013-04-10 安徽工程大学 Range self-adaptation type digital voltmeter and measurement method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4034364A (en) Analog-digital converter
SU855988A1 (en) Digital dc voltmeter
US4050065A (en) Dual slope analog to digital converter with delay compensation
US4929848A (en) High accuracy reference ladder
JPH0515328B2 (en)
SU805417A1 (en) Analogue storage
SU1112286A2 (en) Digital measuring instrument
SU1538059A1 (en) Photometer
SU769308A1 (en) Method and device for measuring displacements
SU855534A1 (en) Device for measuring direct-current resistance
SU868609A1 (en) Power meter
SU1221603A1 (en) Digital transformer bridge
SU1215033A1 (en) Transformer bridge for measuring complex impedance parameters
SU576611A1 (en) Analogue memory
SU769633A1 (en) Analogue storage
RU2157586C1 (en) Automatic zero-level corrector for analog device
SU970683A2 (en) Device for pulse-time conversion of dc voltage into number
SU794669A2 (en) Analogue storage
SU418975A1 (en)
SU1522112A1 (en) Recordving device
SU1150579A1 (en) Device for measuring current divider relative error
JPS63181457A (en) Semiconductor integrated circuit device
SU1269100A1 (en) Device for measuring parameters of lag members
SU1045791A1 (en) Device for automatic measuring of critical current of technical superconductors
SU1264141A1 (en) Device for measuring parameters of elements of control systems