Устройство для измерения среднего значения тока

 

Изобретение относится к области электроизмерений. Может быть использовано для измерений средних BJ(OS Вх.1 значений импульсов произвольной формы и длительности. Цель изобретения - повышение точности измерений. ;Для этого в устройство, содбржащее ключи 1, 2, 3, интеграторы 13,14,16j компаратор 15, шину 11 опорного тока, блок управления 8, выходную шину 17, введены ключи 4,5,6,7,преобразователь 12 напряжения в ток.Блок 8 управления содержит два JK-триггера , три логических элемента НЕ,логический элемент И. В материалах изобретения приведена электрическая принципиальная схема блока управления . Устройство позволяет изменять Ш время усреднения в соответствии с длительностью усредняемого импуль ,са тока, а следовательно, повысить точность измерения. 1 з.п. ф-лы. 4 ил. ю 00 00 ю

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ц1> 4 G 01 R 19/22 госудм ственный номитет сссР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3829631/24-21 (22) 27.12.84 (46) 30.11.86. Бюл. № 44 (71) Ленинградский ордена Трудово- го Красного Знамени институт точной механики и оптики (72) С.Л. Исупов, В.А. Прянишников, E.À. Петров, В.И. Семеновых, 5.N. Шалин и В.М. Чапайкин (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 473958, кл. С 01 R !9/22, 1972.

Авторское свидетельство СССР

° № 665273, кл. G 01 R 19/22, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к области электроизмерений. Может быть использовано для измерений средних значений импульсов произвольной формы и длительности. Цель изобретения — повышение точности измерений. ,Для этого в устройство, содержащее ключи 1, 2, 3, интеграторы 13,14, 16, компаратор 15, шину 11 опорного тока, блок управления 8, выходную шину 17, введены ключи 4,5,б,7,преобразователь 12 напряжения в ток.Блок

8 управления содержит два ЗК-триггера, три логических элемента НЕ,логический элемент И. В материалах изобретения приведена электрическая принципиальная схема блока управления. Устройство позволяет изменять время усреднения в соответствии с длительностью усредняемого импуль,са тока, а следовательно, повысить точность измерения. 1 з.п. ф-лы.

4 ил.

1273823 2

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерений средний значений импульсов произвольной формы и длительности.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем изменения времени усреднения в соответствии с длительностью усредняемого импульса тока, На фиг.1 приведена структурная схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы его работы, нафиг.3таблица состояния ключей, нафиг.4электрическая принципиальная схема блока управления.

Устройство для измерения среднего значения тока содержит первый

1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6, седьмой 7 ключи, блок 8 управления, входную сигналь- . ную шину 9, шину 10 управления, шину 11 опорного тока, преобразователь 12, напряжения в ток, первый

13, второй 14 интеграторы, компаратор 15 напряжения, третий интегратор 16, выходную шину 17.

Входная сигнальная шина 9 соеди-. нена через седьмой ключ 7 с общей шиной, а через первый ключ 1 — с входом второго интегратора 14,выход которого подключен к входу компаратора 15 напряжения. Шина 11 опорного тока подключена через второй ключ 2 к входу первого интегратора 13, через пятый ключ 5 — к входу третьего интегратора 16, выход которого соединен с выходной шиной

1? и через шестой ключ 6 — с общей шиной.

Выход первого интегратора 13 соединен с входом преобразователя

12 напряжения в ток,. выход которого через третий ключ 3 соединен с.входом второго интегратора 14, а через четвертый ключ 4 — с общей шиной.

Первый вход блока 8 управления соединен с шиной 10 управления, а его второй вход — с выходом компаратора

15 напряжения и управляющим входом пятого ключа 5. Первый выход блока

8 управления соединен с управляющим входом седьмого ключа 7, второй выход — с управляющими входами первого

1 и второго 2 ключей, третий, четвертый и пятый выходы — соответственно с управляющими входами третье" го 3, четвертого 4 и шестого 6 ключей.

Блок 8 управления (фиг.3) содержит первый 18 и второй 19 JK-триг5 геры, первый 20, второй 21 и третий

22 логические элементы НЕ и логический элемент И 23. Первый вход блока 8 управления соединен с С-вхо-. дом первого триггера 18, управляемым передним фронтом импульса, и с

С-входом второго триггера 19, управ-: ляемым задним входом импульса. Второй вход блока 8 управления соединен с .$-входом второго триггера 19 и через третий элемент HE 22 - с

R-входом второго триггера 19. Qвыход второго триггера 19 соединен с третьим выходом блока 8 управления и через второй элемент НЕ 21

20 с R-входом первого триггера 18,который через первый элемент HE 20 подключен к S-входу первого триггера 18.

Q-выход и Q-выход первого триггера

18 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 8 управления. Я-выход второго триггера

19 соединен с четвертым выходом блока 8 управления. Q"âûõîäû первого

18 и второго 19 триггеров подключе"

30 ны к первому и второму входам эле,мента И 23, выход которого соединен с пятым выходом блока 8 управления.

Устройство для измерения среднего значения тока работает следуюЗ5 щим образом.

В исходном состоянии Т „ ключи

1,2,3,5 разомкнуты, а ключй 6,7,4 замкнуты. Измеряемый ток i (t) и опорный ток I через входную сигналь40 ную шину 9 и шину 11 опорного тока соответственно и замкнутые ключи

6,7 протекают на общую шину (см. таб- лицу на фиг. 2б, где "0" - разомкнутое состояние ключей, "1" — эамк45 нутое состояние).

Рабочий цикл устройства начинается, когда через шину управления 10. на первый вход блока 8 управления поступает импульс запуска с длитель50 костью T равной времени усреднения. Полный цикл работы устройства можно разделить на два интервала: интервал Т„,, в течение которого выполняется йнтегрирование измеряемого и опорного токов, и интервал Т, в течение которого выделя,.ется среднее значение. I < измеряемого тока.

1273823

На первом интервале Т„при посЦср туплении импульса запуска с шины 10 управления ключи 1 2 и 4 замыкаются, а ключи 6,7 и 3 размыкаются. Измеряемый ток 1,,(С) через замкнутый ключ

1 протекает на вход первого интегратора 13, состоящего из операционного усилителя с емкостной обратной связью. Опорный ток I через замкнутый ключ 2 протекает на вход второго интегратора 14, также состоящего из операционного усилителя с емкостной обратной связью. Напряжение на выходе первого интегратора

13 к концу первого интервала имеет значение ср

U{,= — — Ñ i„(t)dt, (1)

1 о аде С вЂ” емкость интегратора.

Напряжение на выходе второго интегратора 14 к концу первого интервала имеет значение

T pep

U, — f I dt,, (1) ,о

Выходное напряжение второго интегратора 14 с помощью преобразователя 12 преобразуется в ток (3)

Г Р где I — проводимость преобразоnq вателя.

Ток IP через замкнутый ключ 4 протекает на общую шину.

На втором интервале Т), производится разряд первого интегратора

13 и заряд третьего интегратора 16, также состоящего из операционного усилителя с емкостной обратной связью. По окончании импульса за1 пуска, подаваемого на шину 10,ключи

1,2 и 4 размыкаются, а ключи 2,3 и 5 замыкаются. При этом измеряемый ток >„(t) протекает через шину 9 и замкнутый ключ 7 на общую шину устройства, а опорный ток Х через шину 11 и замкнутый ключ 5 протекает на вход третьего интегратора 16.

Одновременно выходной ток I преобP разователя 12 через замкнутый ключ

3 протекает на вход первого интегратора i3 и к концу второго интервала напряжение на его выходе равно нулю

1 тл — — I dt = О.

С1 р (4) о

Момент равенства нулю выходного на5 пряжения первого интегратора 13 фиксируется компаратором напряжения 15, который управляет ключом 5.

В соответствии с выражением (4) длительность второго интервала т„, i (t)dc) о

Т

С 1 х о лр ((Р (5) {5 т.е. пропорциональна среднему значению I измеряемого тока за выбхс

20 ранное время усреднения Т,p ..

Напряжение на выходе третьего интегратора 16 к концу второго интервала имеет значение т„, 25 . 1 1 ц ((ы)((-)(()

Т{)р ср (6) ()p Р и следовательно, также пропорционально среднему значению измеряемого тока за время усреднения Т„, Блок 8 управления ключами работает следующим образом.

При поступлении на его первый вход управляющего импульса, длнтельность которого равна времени усреднения Т> первый триггер 18 по переднему фронту импульса на С-вхо4О де устанавливается в состояние,при котором на втором выходе формируется высокий логический уровень, а на нервом выходе — низкий.

Управляющий импульс поступает ,также на С-вход второго триггера 19, который по R-входу управляется сигналом, поступающим на.второй вход блока управления от компаратора 15.

При поступлении управляющего им50 пульса второй триггер 19 по R-входу устанавливается в состояние, при котором на третьем выходе образуется низкий логический уровень, а на четвертом выходе — высокий. После окончания управляющего импульса второй триггер по С-входу задним фронтом импульса устанавливается в состояние, при котором на третьем вы1273823

15

R-входом первого триггера, который

40 через первый элемент НЕ подключен к ходе устанавливается высокий логический уровень, а на четвертом выходе — низкий.

Импульс, поступающий на второй вход блока 8 управления, по К-входу устанавливает второй триггер 19 в противоположное состояние, при котором на третьем выходе устанавливается низкий логический уровень, а на четвертом выходе — высокий, Импульс на пятом выходе длитель.ностью Тх имеет низкий уровень при наличии на первом и четвертом выходах блока 8 управления низких логических уровней.

Логические уровни с выходов блока

8 управления поступают на управляющие входы ключей, причем низкий логический уровень обеспечивает закрытое, а высокий — открытое состояния . ключей.

Использование изобретения позволяет изменять время усреднения, а следовательно, повысить точность измерения при изменении длительности усредняемого импульса тока.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения среднего значения тока, содержащее первый, второй и третий ключи, выходы которых подключены к входам соответственно первого, второго и третьего интеграторов, компаратор, вход которого соединен с выходом первого интегратора, выход — с управляющим входом третьего ключа,а второй вход— с общей шиной, входы второго и третьего ключей подключены к шине опорного тоКа, блока управления, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго ключей,выход третьего интегратора соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены четвертый, пятый, шестой и седьмой ключи и преобразователь на25

35 пряжения в ток, причем вход первого ключа соединен с входной шиной и через четвертый ключ — с общей шиной, шина опорного напряжения соединена через пятый ключ с общей шиной, выход второго интегратора подключен к входу преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен через шестой ключ с входом первого интегратора и через седьмой ключ — с общей шиной, второй выход блока управления соединен с управляющим входом четвертого ключа, третий, четвертый и пятый выходы блока управления — соответственно с управляющими входами пятого, шестого и седьмого ключей, первый вход блока управления подключен к шине управления, а его второй вход — к выходу компаратора.

2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ. ления выполнен из двух Л<-триггеров, первого, второго и третьего логических элементов НЕ и логического элемепта И, при этом первый вход блока управления соединен с С-входом перного триггера, управляемым передним фронтом импульса и с С-входом второго триггера, управляемым задним фронтом импульса, второй вход блока управления соединен с S-входом второго триггера и через третий элемент НŠ— с-К-входом второго тригге" ра, Q — выход второго триггера соединен с третьим выходом блока управления и через второй элемент НŠ— с

S-входу первого триггера, Ц вЂ” выход и Q — выход первого триггера соединены соответственно с вторым и треть им выходами блока управления, à Q— выход второго триггера — с четвертым выходом блока управления, Q выходы первого и второго триггеров подключены к первому и второму входам элемента И, выход которого соединен с пятым выходом блока управления.

1273823

1273823

Составитель А. Пучковский

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 6470/41

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4