Электроизмерительный прибор

 

1. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР, содержащий Н индикаторных элементов, например светодиодов, N транзисторных генераторов тока, соединенных с источником напряжения питания,и М полупроводниковых диодов, отличающийс.я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены W транзисторных переключателей , N согласующих транзисторных ключей и преобразователь измеряемой величины в ток, причем генераторы тока подключены к катодам полупроводниковых диодов, аноды которых соединены с выходом преобразователя измеряемой величины в ток и к эмиттерам транзисторных переключателей, база каждого из которых подключена к эмиттеру последующего транзисторного переключателя , коллекторы через последовательно соединенные согласующие транзисторные ключи и индикаторные. элементы соединены с шиной нулевого (Л потенциала, а база последнего с транзисторного переключателя подключена к источнику напряжения смещения. j;i о сд 00

-СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧКСНИХ

РКСПУЬЛИН (19) SU(ll) 4(s!) G 01 R 19/155

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ЫТИИ (21) 3484823/24-21 (22) 23.08.82 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 (72) В.И. Ковальков и В.А. Азаркин (71) Одесский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический . институт (53) 621.317.? (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 920536, кл. G 01 К 19/00, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 687401, кл. G 01 R 19/00, 1979 (прототип). (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОИЗИЕРИТЕЛЬНЫЙ

ПРИБОР, содержащий N индикаторных элементов, например светодиодов, 8 транзисторных генераторов тока, соединенных с источником напряжения питания,и 1 полупроводниковых диодов, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены М транзисторных переключателей, hl согласующих транзисторных ключей и преобразователь измеряемой величины в ток, причем генераторы тока подключены к катодам полупроводниковых диодов, аноды которых соединены с выходом преобразователя измеряемой величины в ток и к эмиттерам транзисторных переключателей, база каждого из которых подключена к эмиттеру последующего транзисторного переключателя, коллекторы через последовательно соединенные согласующие транзисторные ключи и индикаторные элементы соединены с шиной нулевого потенциала, а база последнего транзисторного переключателя подключена к источнику напряжения смещения.

1144058

2. Прибор по п.1, о т л и ч а ю- шийся тем, что согласующие транзисторные ключи выполнены в виде транзисторов, базы которых соединены с коллекторами транзисторных переключателей и через реИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения контрольноизмерительных устройств с оптической шкалой, в частности индика- 5 торов относительного уровня мощности электрических сигналов при звукозаписи и звуковоспроизведении.

Известны измерители уровня сигна- 10 ла с индикацией. показаний на светодиодах, в которых транзисторные ключи, последовательно отпираемые входным сигналом, управляют светодиодами, включенными в их коллекторные t5 цепи. Число загорающихся либо гаснущих светодиодов пропорционально измеряемому входному напряжению fl) .

Недостатками данных устройств являются их чувствительность к раз- 20 бросу и нестабильности параметров входящих в них элементов и ограниченная область применения ввиду низкой точности.

Наиболее близким к предлагаемо- 25 му является функциональный измеритель с индикацией показаний, содержащий N индикаторных элементов, например светодиодов, N транзисторных генераторов тока, соединенных g0 с источником напряжения питания, и 1 полупроводниковых диодов, при этом выходы транзисторных генераторов тока через светодиоды подключены к точкам соединения полупроводниковых диодов последовательной цепочки, включаемой между источником измеряемого тока и общей шиной (2) .

В известном устройстве устраняется влияние разброса и нестабильности параметров элементов на точность измерения, однако оно критично к разбросу параметров индикаторных элементов — светодиодов — и не зисторы с шиной нулевого потенциала и эмиттерами транзисторов, а коллекторы через токоограничивающие резисторы — с источником напряжения питания и с индикаторными элементами. может применяться для. измерения параметров, связанных с током либо напряжением нелинейной функциональной зависимостью. Это вызывает необходимость установки неодинаковых значений токов опорных генераторов тока, а следовательно, использования в устройстве светодиодов разных типов. Кроме того, нарушается его работоспособность.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в электроизмерительный прибор, содержащий и индикаторных. элементов, например светодиодов, Й транзисторных генераторов тока, соединенных с источником напряжения питания, и полупроводниковых диодов, введены Н транзисторных переключателей, В согласующих транзисторных ключей и преобразователь измеряемой величины в ток, причем генераторы тока подключены к катодам полупроводниковых диодов, аноды которых соединены с выходом преобразователя измеряемой величины в ток и к эмиттерам транзисторных переключателей, база каждого иэ которых подключена к эмиттеру последующего транзисторного переключателя, коллекторы через последовательно соединенные согласующие транзисторные ключи и индикаторные элементы соединены с шиной нулевого потенциала, а база последнего транзисторного переключателя подключена к источнику напряжения смещения.

Кроме того, согласующие транзисторные ключи выполнены в виде транзисторов, базы которых соединены с коллекторами транзисторных переключателей и через резисторы с шиной

1144058 4

20

25

35

50

55 нулевого потенциала и эмиттерами транзисторов, а коллекторы через токоограничивающие резисторы. — с источником напряжения питания и с индикаторными элементами.

На чертеже представлена функциональная схема электроизмерительного прибора.

Устройство содержит генераторы

1. 1-1. М тока, соединенные с источником 2 напряжения питания и подключенные к эмиттерам транзисторных переключателей 3. 1-3 N и через полупроводниковые диоды 4.1-4. N к выходу преобразователя.5 измеряемой величины в ток. База 1 -го транзисторного переключателя соединена с эмиттером (1+1)-го транзисторного переключателя, а .база последнего транзисторного переключателя 3. N подключена к источнику 6 напряжения смещения.

Коллекторы транзисторных переключателей 3.1-3. N соединены с согласующими транзисторными ключами 7. 1-7.N выполненными в виде транзисторов

8.1-8.N, базы которых через резисторы 9.1-9.N соединены с шиной нулевого потенциала и с эмиттерами транзисторов 8.1-8. N, а коллекторы — через токоограничивающие резисторы 10.1-10. N с источником 2 напряжения питания и через индикаторные элементы 11. 1-11. N с шиной нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый параметр преобразуется при помощи преобразователя измеряемой величины в ток 3», связанный с параметром X монотонно нарастающей функциональной зависимостью, которая может носить, например, логарифмический, линейный либо экспоненциальный характер. Ток,> уравновешивается суммой токов > 1, 3 T2 »" > 3TH генераторов 1.1-1. N протекающих че рез полупроводниковые диоды 4.1-4.N °

В зависимости от значения » следовательно, величины >»число уравновешивающих генераторов тока изменяется. Их количество определяется по числу горящих (либо погасших) индикаторных элементов 11.1-11.К оптической шкалы измерителя.

Пусть величина Х, равная в исходном состоянии нулю, постепенно нарастает. Первоначально >» = 0 и токи через полупроводниковые диоды

4.1-4. N не протекают. Токи 3« " „ генераторов тока в этом случае протекают через эмиттерные и коллекторные переходы транзисторных переключателей 3.1-3. N и через входы согласующих транзисторных ключей

7.1-7. ", шунтирующих индикаторные элементы 11. 1-11. N, Потенциал на базе транзисторного переключателя 3. N устанавливается равным напряжению смещения Е, а на базе каждого последующего транзистора он повышается на величину (N-T> ) Оь>,гДе >> — номеР тРанзисора g» - JZ» = S,„-- " = u, падения напряжения на эмиттерных переходах транзисторов 8.1-8. М, С повышением входного сигнала нарастает и выходной ток J» преобразователя измеряемой величины в ток, который через полупроводниковый диод 4.1 начинает вычитаться из тока 3„ генератора тока, вызывая

Г1 запирание клю-Та 7.1 и загорание индикаторного элемента 11.1. Протекание тока через вход ключа 7.1 прекращается, когда J > становится рав—

Hei 3„1, Дальнейшее увеличение 3» приводит к запиранию транзисторного переключателя 3. 1, снижению потенциала на катодах параллельно включенных полупроводниковых диодов 4.1-4.10 и отпиранию полупроводникового диода 4.2, вызывая загорание инпикаторного элемента 11.2. После того, как ток 3у превысит величину

JT 1. JT начинает загораться индикаГ1 Г2> торный элемент 11.3 и т.д. Таким образом, число горящих индикаторных элементов будет определяться величиной тока J» > а следовательно, текущим значением входного сигнала.

При максимальном уровне входного сигнала загораются все индикаторные элементы, поскольку в этом случае

1О

ХМДКС T Г1 ТГ2 ХГ10 И

n=1 ключи закрыты.

Разброс параметров индикаторных элементов не сказывается на работо.способности и точности устройства, поскольку они включены в коллекторные цепи транзисторных переключателей 3.1-3.10, условия отпирания или запирания которых определяются лишь

1144058

С оставит ель Е. Плужник ов а

Техред А.Ач 1(орректор Л. Пилипенко

Редактор В. Петраш

Заказ 899/37

Тираж 748 Подписное

BHHEIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 величиной входного сигнала. Оптическая шкала измерителя может быть выполнена не только на светодиодах, но и на индикаторных элементах другого типа, например на газоразрядных либо жидкокристаллических.

Таким образом, согласующие транзисторные ключи служат для понижения выходной мощности преобразователя измеряемой величины в ток и выравнивания яркости свечения индикаторных элементов устройства с нелинейной выходной характеристикой.

В исходном состоянии индикаторные элементы погашены, так как они шунтированы открытыми транзисторами 8.1-8. Ц, находящимися в насыщенном состоянии, а повышение уровня сигнала приводит к последовательному запиранию транзисторных переключателей 3. 1-3. Й, следовательно, транзисторов 8.1-8. И и зажиганию индикаторных элементов 11.1-11, N,, Поскольку эти токи генераторов

1.1-1. N можно выбрать в несколько раз меньшими, чем номинальные токи индикаторных элементов 10. 1-10. 11, . то соответственно может быть снижено значение )» д„ а следовательно, и выходная мощность преобразователя 5. Однотипные индикаторные элементы в данном случае будут иметь одинаковую яркость свечения, несмотря на большие различия в величинах токов генераторов 1,1-1.Й, Предлагаемый электроизмерительный прибор некритичен к разбросу параметров индикаторных элементов и может применяться для измерения параметров, связанных с током либо напряжением функциональной зависимостью. В частности, им можно измерять относительный уровень мощности электрического сигнапа звукозаписывающей либо звуковоспроизводящей аппаратуры.