Оптоэлектронный шкальный индикатор

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью его является повышение -точности индикатора и . рас шире ние функциональных возможное- - тей. Поставленная цель достигается обеспечением одновременного контро .ля двух сигналов. Для этого в индикатор введены второй амплитудновременной преобразователь 2, инвертор 4, триггер 5 со счетным входом, элементы И-НЕ 6 и 7 и ri+2 дополнительных светодиодов, входная шина , 14. На чертеже показаны амплитудновременной Преобразователь 1, генератор 3 прямоугольных импульсов, п оптронов 8,-8п, п+1 светодиодов 9(j-9,) красного свечения п+1 светодиодов зеленого свечения, образуюпщх линейную шкалу, резисторы 11 и 12, входная шина 13, шина 15 питания. Расширение функциональных возможностей достигается введением дополнительных светодиодов и второго амплитудно-временного преобразователя . Т ил. Q & (Л 0Jt2 щ ы . IND 4 ю 00 00 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,;

ЬЩЩ Д х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3806350/24-21 (22) 30.10.84. (46) 07.07.86. Бюл. У 25 (71) Винницкий политехнический институт (72) С.В. Свечников, В.П. Кожемяко, В.Г. Красиленко, А.Т. Теренчук и В.И. Билык (53) 621.31.7.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 993140, кл. G 01 R 19/00, 1981.

Гурин Н.T. Шкальный. индикатор, напряжения на основе светоизлучающего нейристора. — Известия вузов

СССР. Приборостроение, 1983, У 5, с. 69.-73. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ШКАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью его является повышение -точности индикатора и

„„SU 1242837 А 1 расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается ооеспечением одновременного контро . ля двух сигналов. Для этого в индикатор введены второй амплитудновременной преобразователь 2, инвертор 4, триггер 5 со счетным входом, элементы 2И-НЕ 6 и 7 и ц+2 дополнительных светодиодов, входная шина

14. На чертеже показаны амплитудновременной преобразователь 1, генератор 3 прямоугольных импульсов, и оптронов 8,-8ä, n+ 1 светодиодов .9о-9ï красного свечения n+ 1 светодиодов 10 †1 зеленого свечения, образующих линейную шкалу, резисторы

11 и 12, входная шина 13, шина 15 питания. Расширение функциональных возможностей достигается введением дополнительных светодиодов и второго амплитудно-временного преобразователя. 1 ил.

1242837

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности индикатора и расширение его функциональных возможностей путем обеспечения одновременного контроля двух сигналов.

На чертеже представлена функциональная схема оптоэлектронного шкального индикатора.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 амплитудно-временные преобразователи, генератор 3 прямоугольных импульсов, инвертор 4, триггер 5 со счетным входом, первый 6 и второй 7. элементы 2И-НЕ, п оптронов 8 -8 и+1 светодиодов 9о-9п

ll красного свечения, п+1 светодиодов

10 — 10 зеленого свечения, образуюо и щих линейную шкалу, первый 11 и второй 12 резисторы первую 13 и вторую 14 входные шины и шину 15 питания

Выход генератора 3 прямоугольных импульсов соединен со счетным входом триггера 5, прямой выход которого соединен с вторым входом первого

:элемента 2И-НЕ 6, а инверсный — с вторым входом второго элемента

2И-НЕ 7. Первые входы элементов

2И-НЕ 6 и 7 соединены с выходом первого амплитудно-временного преобразователя 1, вход которого соединен с первой входной шиной 13. Вход второго амплитудно-временного преобразователя 2 соединен с второй входной шиной 14, а выход — с входом инвер тора.4. Катод каждого .светодиода

9, красного свечения соединен с катодом светодиода 10 зеленого свечения, причем катоды светодиодов

9 и 10 соединены через второй резистор 12 с общей шиной, а катоды светодиодов 9, и 10 — с анодом светодиода оптрона 8 .. . оптический выход этого светодиода соединен с оптическим входом фототиристора этого же оптрона, а катод светодиода оптрона 8,, соединен с анодом фоторезистора оптрона 81 . Катоды фототиристоров нечетных оптронов 8 соединены с выходом первого элемента

2И-HE 6, а катоды фототиристоров четных оптронов 8 — с выходом второго элемента 2И-НЕ 7. Аноды светодиодов 9 -9 и соединены с выходом второго амплитудно-временного преобразователя 2, а аноды светодиодов зеленого свечения lOä — 10ь - с выхо5

ll5

4Î

55 дом инвертора 4. Катод светодиода первого оптрона соединен с выходом первого амплитудно-временного преобразователя 1, а анод этого светодиода через первый резистор 11 с шиной 15 "+" питания. Светодиоды красного 9 и зеленого 10 свечения каждой ячейки имеют общий оптический выход.

Устройство работает следующим образом.

Если на входы амплитудно-временных преобразователей 1 и 2 не поступают входные сигналы, то на их выходах имеются нулевые напряжения. На выходе инвертора 4 при этом поддержи-, вается высокий уровень напряжения и горит светодиод 10о зеленого свечения, что говорит об отсутствии сигнала на входной шине 14. Нулевое напряжение на выходе первого ампли— тулио-временного преобразователя. поддерживает на выходах элементов

2И-НЕ 6 и 7 высокий уровень напряжения, которое держит светодиоды

9 и 10 и оптроны 8 в запертом состоя-, нии. Светодиод первого оптрона 8 при этом горит, так как на его катоде нулевое напряжение, а анод через резистор 12 подключен к шине

15 "+" питания и, освещая фототиристор оптрона 8, подготавливает его к срабатыванию.

Если входной сигнал поступает только на вход первого амплитудновременного преобразователя 1, то он пресбразуется в последовательность прямоугольных импульсов напряжения, длительность которых пропорциональна величине входного сигнала, а период постоянен. Импульсы генератора

3 вызывают переключения триггера 5 со счетным входом, с выходов которого прямоугольные импульсы длительностью, равной периоду следования импульсов генератора 3, поступают на вторые входы элементов 2И-НЕ 6 и 7. При поступлении импульса с выхода первого амплитудно-временного преобразователя 1 на первые входы элементов 2H-HE 6 и 7 разрешается прохождение на их выходы импульсов с выхода триггера 5. При этом на выходах элементов 6 и 7 поочередно появляются высокий и низкий уровни напряжения, которые подаются на катоды фототиристоров оптронов. Импульсы íа выходах элементов 6 и 7

1242837 противофазны и по длительности равны периоду следования импульсов генератора 3. Когда напряжение низкого уровня поступает на катоды фототиристоров нечетных оптронов, фототиристор оптрона 8, который подготовлен к срабатыванию излучением светодиода оптрона 8<, открывается и загораются светодиод оптрона 8 и светодиод 10, подключенный к вы- 10 ходу инвертора 4, на котором поддерживается высокий уровень напряжения. В следующем такте, вследствие прихода на вход триггера 5 импульса от генератора 3, он переключает- i5 ся, и низкий потенциал поступает на катоды фототиристоров четных ячеек.

При этом фототиристор оптрона 8, который подготовлен к срабатыванию излучением светодиода в предыдущем 2р такте, открывается, что приводит к зажиганию светодиода 10 и светодиода оптрона 8 . Процесс последователь9 ного срабатывания светодиодов и фоторезисторов продолжается до тех пор, 25 пока на выходе первого амплитудновременного преобразователя 1 присутствует импульс высокого напряжения.

Так как процесс срабатывания ячеек, состоящих из светодиодов и фототиристоров, синхронизирован импульсами генератора 3, т.е. в течение каждого периода следования импульсов срабатывает одна и только одна ячейка, то количество N загоревшихся светодиодов 10, равное количеству сработав- . ших ячеек, определяется выражением

t(Т

0 где t — длительность импульса на выходе амплитудно-временного преобразователя i, пропорциональная величине входного сигнала, Т вЂ” период следования импульсов о. генератора 3.

Период следования Т импульсов

1 переменной длительности амплитудновременного преобразователя 1 должен быть постоянным и должен удовлетворять следующим условиям: во †перв, Т„ = и Т, где и — число ячеек индикаторной шкалы, и, во-вторых, 55 период следования Т, должен быть достаточно малым для того, чтобы проявлялась инерционность зрения и шкала воспринималась в виде непрерывной сплошной светяшейся полоски, т.е. Т 20 мс.

Если на выходе второго амплитудно-временного преобразователя присутствует напряжение высокого уровня, то протекают те же процессы, но изменяется цвет линейки вследствие того, что теперь загораются светодиоды 9 красного свечения.

Если входной сигнал присутствует только на входе второго амплитудновременного преобразователя 2, то нулевое напряжение на выходе первого амплитудно-временного преобразователя 1 поддерживает на выходах элементов 2И-НЕ 6 и 7 высокий уровень напряжения, который поддерживает в запертом состоянии фототиристоры и светодиоды ячеек. При этом поочередно загораются светодиоды 9 и а

10, что свидетельствует о наличии входного сигнала на входной шине 14.

Если входные сигналы имеются на входах обоих амплитудно-временныхпреобразователей 1 и 2, то выходной сигнал первого амплитудно-временного преобразователя вызывает процесс срабатывания ячеек, который описан для случая присутствия сигнала на входе только первого преобразователя.

Каждая ячейка находится во включенном состоянии в течение времени, равного периоду следования импульсов генератора 3. Импульсы на выходе второго амплитудно-временного преобразователя 2 имеют постоянный период следования и длительность, пропорциональную величине входного сигнала преобразователя. В то время когда на выходе второго амплитудно-временного преобразователя имеется импульс напряжения высокого уровня светятУ > ся светодиоды 9 красного свечения, входящие в ячейки, фототиристоры оптронов которых открыты.

При наличии на выходе преобразователя 2 нулевого уровня напряжения светятся светодиоды 10 зеленого свечения, входящие в ячейки, фототиристоры оптронов которых открыты. При этом в зависимости от величины входного сигнала, изменяющего скважность импульсов на выходе второго амплитудно-временного преобразователя, изменяется цвет шкалы, так как изменяется соотношение красного и зеленого цветов которые суммируются

1242837 на общем оптическом выходе светодиодов .9 и 10 каждой ячейки. Для того, чтобы за время пребывания ячейки в открытом состоянии светодиоды 9 и 10 успевали переключаться, период следования импульсов генератора 3 и период следований импульсов амплитудно-временного преобразователя 2 должны удовлетворять соотношению

Т = k ° Т о 7 ) 20 где Т вЂ” период следования импульсов о генератора 3, 15

Т вЂ” период следования импульсов

2 амплитудно-временного преобразователя 2, целое число, большее или равное единице.

Повышение точности работы шкального индикатора достигается эа счет синхронизации работы устройства импульсами генератора и состоит в том, что благодаря синхронизации сраба- 25 тывание каждой ячейки начинается только после переключения триггера со счетным входом и в течение периода следования импульсов генератора срабатывает одна и только одна ячей- 30 ка. Таким образом, разброс параметров элементов не оказывает влияние на точность работы устройства. ,I

Расширение функциональных возможностей достигается за счет введения второго амплитудно-временного преобразователя и дополнительных светодиодов и заключается в том, что устройство позволяет контролировать одновременно два сигнала или два параметра одного сигнала. Например, можно в качестве второго амплитудновременного преобразователя использовать компаратор, на один вход которого подается опорное пороговое напряжение, а на второй — входное напряжение первого амплитудно-временного преобразователя, тогда при превышении входным напряжением порогового будет изменяться цвет свечения шкалы. В случае, когда второй амплитудно-временной преобразователь имеет только два выходных состояния— высокий и низкий уровни напряжения, предлагаемый индикатор позволяет одновременно контролировать величину одного сигнала и судить о наличии второго сигнала или о величине какого-либо параметра сигнала по сравнению с пороговой величиной.

Ф о р мул а и з о б р е т е н и я

Оптоэлектронный шкальный индикатор, содержащий первый амплитудновременной преобразователь, вход которого подключен к первой входной шине, и светодиодов, образующих линейную шкалу, и тиристорных оптронов, у которьгх оптический выход светодиода оптически соединен с оптическим входом фототиристора, генератор прямоугольных импульсов, два резистора и шины питания, о т л и ч а ю щ и- и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения одновременного контроля двух сигналов,, в него введены второй амплитудно-временной преобразователь, вторая входная шина, n+2 дополнительных светодиодов, инвертор, два элемента 2И-HE и триггер со счетным входом, вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, прямой выход триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И-НЕ,, а. инверсный — с вторым входом второго элемента 2И вЂ” HE, первые входы элементов 2И-HE соединены с выходом первого амплитудно-временного преобразователя, выход которого с.оединен также с катодом светодиода первого оптрона, анод которого соединен через первый резистор с шиной +" питания, дополнительные светодиоды подключены таким образом, что образуется и ячеек, в состав каждой из которых входит два светодиода (один красного и один зеленого свечения„ имеющих общий оптический выход, катоды которых соединены, светодиод оптрона, подключенный анодом к катодам двух этих светодиодов, и фототиристор предыдущего оптрона, анод которого соединен с катодом светодиода последующего оптрона, светбдиод оптрона -й ячейки оптически соединен с оптическим входом фототиристора (1 +1)-й ячейки, аноды первых светодиодов красного свечения всех ячеек соединены с выходом второго амплитудно-временного преобразователя,, аноды вторых светодиодов зеленого свечения всех ячеек соеди1242837

Составитель С.Рыбин

Редактор А.Козорез . Техред О.Сопко

Корректор В.Бутяга

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3698/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нены с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом второго амплитудно-временного преобразовате,ля, катоды фототиристоров нечетных оптронов соединены с выходом первого элемента 2И-НЕ, а катоды фототиристоров четнйх оптронов соединены с выходом второго элемента 2И-НЕ, к катодам первых двух светодиодов подключен второй резистор, второй

5 вывод которого соединен с общей шиной, вход второго амплитудно-временного преобразователя соединен с второй входной шиной.