SU993140A1 - Дискретно-аналоговый измерительный прибор - Google Patents

Description

(5) ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть использовано на приборостроительных предпри ти  х, изготавливающих измерительные пр боры без подвижных частей. - Известны дискретно-аналоговые измерительные приборы, содержащие аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в число-импульсный код в виде преобразовател  измер емой величины ар временной интервал и генератора импульсов , заполн ющих этот интервал, газоразр дную индикаторную панель со схемой управлени  и формирователи анодного напр жени . Указателем величины измер емого сигнала в них  вл етс  столбик свет щихс  :элементов, располЬженный между нулевой риской шкалы и риской, :соответствующей указанной величине измер емого сигнала 1 . Недостаток указанных приборов сравнительно больша  мощность, потребл ема  газоразр дной индикаторной панелью при большой длине свет щегос  столбика (при отображении больших значений измер емого сигнала). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  электроизмерительный дискретно-аналоговый прибор, содержащий АЦП с параллельным кодом на выходе, дешифратор параллельного кода в позиционный, оптоэлектронное отсчетное устройство, состо щее из шкалы и светоизлучающих элементов - светодиодов, установленных вдоль шкалы с посто нным шагом. При этом указатель измер емой величины может иметь форму как столбика, так и одиночной полоски 21 . Недостаток известного прибора мала  надежность считывани  показаний, обусловленна  необходимостью определени  середины свет щегос  элемента (положение которой относительно рисок шкалы соответствует значению из39 мер емой величины) , малой площадью свет щегос  элемента и возможностью полной потери информации при выходе из стро  хот  бы одного из светоизлучающих элементов или цепи его вклю чени . Цель изобретени  - повышение надежности считывани  показаний. Поставленна  цель достигаетс  тем что дискретно-аналоговый измерительный прибор, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с парал лельным кодом на выходе, дешифратор параллельного кода в позиционный, оптоэлектронное отсчетное устройство состо щее из шкалы и р да светоизлучающих элементов, например светодиодов , установленных вдоль шкалы с посто нным шагом, снабжен параллельным комбинационным сумматором, генератором импульсов и дополнительным свето излучающим элементом, причем выходы АЦП поразр дно соединены со входами дл  многоразр дного числа сумматора, выход генератора импульсов соединен со входом дл  одноразр дного числа сумматора, выход дл  суммы сумматора поразр дно соединен со входами дешиф ратора, дополнительный светоизлучающий элемент установлен в конце р да, а весь р д сдвинут относительно рисо шкалы на полшага в сторону начала шкалы. На чертеже изображена блок-схема прибора. Дискретно-аналоговый измерительны прибор содержит АЦП 1 с входом 2, на который поступает измер емый сигнал X, и выходами 3-1, 3.2, ..., 3-п, с которого выдаетс  параллельный п-раз р дный код, пропорциональный сигналу X, параллельный комбинационный сумматор k со входами 5 1 , 5.2,-..., 5.П дл  многоразр дного числа, входом 6 дл  одноразр дного числа и выходами 7-1, 7.2, ...,7.п дл  суммы; генератор 8 пр моугольных (или близких к ним по форме) импульсов с выходом 9 дешифратор 10 параллельного кода, поступающего на его входы 11.1 11.2,...,11.п в позиционный код, сни маемый с его выходов 12.1, 12.2,..., 12.П), оптоэлектронное отсчетное устройство 13 со входами Il.l, 14,2,... I4.ni, состо щее из шкалы 15, имеющей .риски 1б и оцифровку 17, и р да светоизлучаюших элементов - светодиодов 04 18.1,18.2, ..., 18.k, расположенных вдоль шкалы 15 с посто нным шагом, Выходы .п АЦП 1 поразр дно соединены со входами 5.1-5-ri сумматора 4 (цепи: 3.1 - 5.1, 3.2 - 5.2, ..., Зп - 5.п). Выход 9 генератора 8 импульйов соединен со входом 6 сумматора . Выходы 7.1-7Г1 сумматора поразр дно соединены со входами 11.1-ll.n дешифратора 10 (цепи 7.1 - 11.1, 7-2-, 11.2,..., 7.П - 11 .п) . Выходы 12.112 .m дешифратора соединены с соответствующими входами оптоэлектронного отсчетного устройства (цепи 12.1-14.1, 12.2-14.2, ..., I2.ni-I4m). Дополнительный (по сравнению с известным устройством) светодиод I8.k установлен а конце р да светодиодов 18.1I8 .k, причем весь р д светодиодоз сдвинут на полшага в сторону начала шкалы 15, в результате чего риска О шкалы 15 расположена на средней линии, проход щей между первыми двум  светодиодами 18.1 и 18.2. Если светодиоды I8.1-l8.k соединены по однокоординатной схеме, то ; , а если по двухкоординатной, то m 2yk. Прибор работает следующим образом . Измер емый сигнал X поступает на вход 2 АЦП 1 и преобразуетс  в параллельный п-разр дный код на выходах 3.1-З.п АЦП. Этот код поразр дно поступает на входы 5.1-5.П сумматора 4. Если на вход 6 сумматора при этом с выхода 9 генератора 8 импульсов поступает нуль, то на выходе 7 сумматора (осуществл ющего сложение кодов на его входах) будет тот же код, что и на выходах 3.1-З.п АЦП. Этот код поступает на входы 11.1-ll.n дешифратора 10, который преобразует его в позиционный код на выходах 12.1-12.т, в результате питание (цепи питани  не показаны) поступит на один из р да светодиодов I8.1-l8.k. Если же на вход 6 сумматора 4 поступит единица, то эта единица просуммируетс  с кодом на входах 5..п и на выходе 7 по витс  код, увеличенный на единицу, по сравнению с кодом на выходах 3..п АЦП 1. При этом питание поступит на светодиод, следующий за ранее возбужденным. При работе генератора 8 импульсов два расположенных р дом светодиода будут включатьс  поочередно. Если

59

частота генератора достаточна (50 Гц и выше), то вследствие инерционности глаза оператор будет видеть световой указатель в виде двух свет щихс  элементов и темную полоску между ними. Эта полоска и соответствует значению сигнала X по шкале отсчетного устройства .

Дл  обеспечени  необходимой  ркости светодиодов амплитудное значение тока через них выбрано вдвое больше номинального среднего значени  (из-за скважности их включений равной 2).

В приборах, где АЦП по своей структуре также содержит генератор пр моугольных импульсов, один из выходов этого генератора можно использовать в качестве генератора 8 импульсов.

В качестве сумматора могут быть использованы серийные параллельные комбинационные сумматоры (например, микросхемы К176ИМ1, К561ИМ1), 8 этом случае возможно в качестве входа дл  суммировани  одноразр дного числа использовать либо вход переноса, заземлив при этом входы всех разр дов дл  второго многоразр дного числа либо вход разр да единица второго многоразр дного числа, заземлив при этом входы остальных разр дов второго многоразр дного числа и вход переноса.

Таким образом, световой указатель в предлагаемом устройстве состоит из двух свет щихс  элементов и узкой темной полоскимежду ними, что позвол ет повысить надежность считывани  показаний: ширина темной полоски визуально в 2-3 раза меньше свет щегос  элемента, поэтому истинное положение указател  относительно шкалы определ етс  более надежно; площадь свет щейс  поверхности указател  увеличиваетс  вдвое при той же  ркости, что особенно важно при считывании показаний с больших рассто ний; выход из, стро  одного из светодиодов или цепи его питани  не приводит к полной потере информации, так как второй светодиод указател  при этом продолжает

светитьс . (В этом случае, естественно , по вл етс  погрешность считывани  равна  половине погрешности дискретности прибора, однако возможность сн ти  показаний остаетс ).

Предлагаемое устройство позвол ет реализовать в оптоэлектронных измерительных приборах достоинства светового указател  в виде зайчика с темной полосой в середине, который широко используетс  в электромеханических аналоговых приборах.

формула изобретени 

Дискретно-аналоговый измерительный прибор, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с параллельным кодом на выходе, дешифратор параллельного кода в позиционный, оптоэлектронное отсчетное устройство, состо щее из шкалы и р да светоизлучающих элементов , например светодиодов, установленных вдоль шкалы с посто нным шагом отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности считывани  показаний, он снабжен параллельным комбинационным сумматором, генератором импульсов и дополнительным светоизлучающим элементом, причем выходы АЦП поразр дно соединены с входами дл  многоразр дного числа сумматора, выход генератора импульсов соединен со входом дл  одноразр дного числа сумматора, выход дл  суммы сумматора поразр дно соединен с входами дешифратора , дополнительными светоизлучающий элемент установлен в конце р да, а весь р д сдвинут относительно рисок шкалы на полшага в сторону начала шкалы.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 676937, кл. G 01 R 19/00, 06.12.76.

2, Приборы и системы управлени , 1973, № 8, с.25-26 (прототип).

/7

/

Claims (1)

1. формула изобретения

   Дискретно-аналоговый измерительный прибор, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с параллельным кодом на выходе, дешифратор параллельного кода в позиционный, оптоэлектронное отсчетное устройство, состоящее из шкалы и ряда светоизлучающих элементов, например светодиодов, установленных вдоль шкалы с постоянным шагом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности считывания показаний, он снабжен параллельным комбинационным сумматором, генератором импульсов и дополнительным светоизлучающим элементом, причем выходы АЦП поразрядно соединены с входами для многоразрядного числа сумматора, выход генератора импульсов соединен со входом для одноразрядного числа сумматора, выход для суммы сумматора поразрядно соединен с входами дешифратора, дополнительный светоизлучающий элемент установлен в конце ряда, · а весь ряд сдвинут относительно рисок шкалы на полшага в сторону начала шкалы.