Цифровой интегрирующий вольтметр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрических величин в условиях высокого уровня сетевой помехи. Целью изобретения является повышение точности цифрового интегрирующего вольтметра при сохранении высокой степени .подавления сетевой помехи за счет исключения зависимости результата измерения от параметров элементов интегрирую- .. щих цепей. Устройство содержит входную клемму 1 измеряемого напряжения и, МОП-ключи 2 и 3, интегратор (например , на операДионном усилителе 8, конденсаторе 9) нуль-орган 10, источник 11 опорного напряжения, триггеры 12 и 13, генератор 14 тактовых импульсов, схемы И 15 и 16, счетчики 17 и 18, токозадающий резистор 6. Для достижения поставленной цели в устройство введены МОП-ключи 4 и 5, токозадающий резистор 7, схемы ИЛИ 19, 20 и образованы новые функциональные связи. В вольтметре исключена зависимость результата измерения от параметров сопротивлений, используемых в схеме. Погрешность результата измерения зависит только от погрешности источника опорного напряжения. 2 ил. i (Л С I(u; 2 о to 00 05 -4 Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (11) (51)4 G 01 R 19 25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

;В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н двтсн сноММ свиДаткЛьСтвЫ (21) 3948875/24-21 (22) 17.07.85 (46) 23.03.87. Бюл. 9 11 (71) Львовский. политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.С. Антипов (53) 681. 325(088.8) (54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОДЫИЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрических величин в условиях высокого уровня сетевой помехи. Целью изобретения является повышение точности цифрового интегрирующего вольтметра при сохранении высокой степени .подавления сетевой помехи за счет исключения зависимости результата измерения от параметров элементов интегрирую-,, щих цепей. Устройство содержит входную клемму 1 измеряемого напряжения

V, МОП-ключи 2 и 3, интегратор (например, на опера,1ионном усилителе 8, конденсаторе 9) нуль-орган 10, источник 11 опорного напряжения, триггеры 12 и 13, генератор 14 тактовых импульсов, схемы И 15 и 16, счетчики

17 и 18, токозадающий резистор 6.

Для достижения поставленной цели в устройство введены ИОП-ключи 4 и 5, токозадающий резистор 7, схемы

ИЛИ 19, 20 и образованы новые функциональные связи. В вольтметре исключена зависимость результата измерения от параметров сопротивлений, используемых в схеме. Погрешность результата измерения зависит только от погрешности источника опорного напряжения. 2 ил.

71 2 ра 12 соединен с первым входом схемы

И 15, второй вход которой соединен с выходом генератора 14 тактовых импульсов и первым входом схемы И 16, второй вход которой подключен к выходу триггера 13, первым входам схем ИЛИ 19 и 20 и управляющему входу источника 11 опорного напряжения, выходы схем И 15 и 16 соединены соответственно с входами счетчиков 17 и 18, первый выход счетчика 17 соединен с управляющим входом MOII-ключа 2, второй выход — с вторым входом схем

ИЛИ 19, третий выход — с управляющим входом МОП-ключа 4, четвертый выход — с .вторым входом схемы ИЛИ 20, . выходы схем ИЛИ 19 и 20 подключены соответственно к управляющим -входам

MOII-ключей 3 и 5.

Цифровой интегрирующий вольтметр работает по методу двухтактного интегрирования со смещенным нулем, модифицированного введением ступенчатой весовой функции. Причем время первого (прямого) такта интегрирования составляет 3/2 периода Т сетевого напряжения.

12986

Цифровой интегрирующий вольтметр 30 (фиг. 1) содержит входную клемму 1 измеряемого напряжения U, MOII-ключи

2-5, токозадающие резисторы 6 и 7, интегратор (например, на операционном усилителе 8 и конденсаторе 9 обратной связи), нуль-орган 10, источник 11 опорного напряжения (Uo), триггеры 12 и 13, генератор 14 тактовых импульсов, схемы И 15 и 16, счетчики 17 и 18 схемы ИЛИ 19 и 20. 40

Входи,я клемма 1 измеряемого напряжения U соединена с входами МОП-ключей 2 и 4, а выход источника 11 опорного напряжения подключен к входам

MOII-ключей 3 и 5, выходы MOII-ключей 45

2 и 5 соединены с первым выводом токозадающего резистора 6, а выходы

МОП-ключей 3 и 4 — с первым выводом токозадающего резистора 7, вторые выводы токозадающих резисторов 6 и 7 g0 подключены к входам интегратора, выход интегратора соединен с входом нуль-органа 10, выход которого подключен к сбросовому входу триггера ! i3, установочный вход последнего сое- 55 динен с выходом переполнения счетчика 17 и сбросовым входом триггера

12, установочньгй вход которого под-. ключен к клемме "Пуск", выход тригге35!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрических величин в условиях высокого уровня сетевой помехи. 5

Цель изобретения — повышение точности цифрового интегрирующего вольтметра при сохранении высокой степени подавления сетевой помехи за счет исключения зависимости результата изме- 1О

° рения от параметров элементов интегРирующих цепей, На фиг. 1 приведена функциональная схема цифрового интегрирующего вольтметра; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу вольтметра.

На диаграммах (фиг ° 2) показаны сетевое напряжение (а), весовая функция, реализуемая вольтметром (8), 20 напряжения на выходе интегратора при измерении нулевого (?), положительного (II) и отрицательного (III) напряжений (5), временной интервал, пропорциональный положительному из-, 25 меряемому напряжению (2), временной интервал, пропорциональный отрицательному измеряемому напряжению (ф).

Измерение начинается с приходом сигнала "Пуск", который опрокидывает триггер 12„ Выход последнего открывает схему И 15, через которую на вход счетчика 17 поступают тактовые импульсы генератора 14. С приходом первого тактового импульса на первом и втором выходах счетчика 17 появляется единичный уровень, который приводит к замыканию МОП-ключей

2 и 3. Такое состояние поддерживается на протяжении временного интервала 0-Т/2 (фиг. 2). В этом интервале происходит интегрирование измеряемого напряжения с постоянной времени интегрирования, равной R С, и опорного напряжения с постоянной - R C .

Бо временном интервале Т/2 — Т счетчик 17 устанавливает единичные уровни на своих первом и третьем выхо" дах,, что приводит к замыканию MOIIключей 2 и 4. В этом интервале осуществляется интегрирование измеряемого напряжения с постоянной времени (Re !1 Rv)C9, т.е. с постоянной времени интегрирования, уменьшенной вдвое по сравнению с первым интервалом в случае равенства сойротивлении

3 резисторов Ка и R . Здесь R<, В.7, C> — значения сопротивлений и емкости соответственно резисторов 6 и 7 и

1298671 формативный параметр дистанционно расположенного объекта контроля, а также уменьшение времени измерения находятся в прямой зависимости с повышением безопасности проведения работ на контролируемом объекте и прчводят практически к устранению возможности возникновения аварийных ситуаций.

Формула изобретения

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий входную клемму измеряемого напряжения, два МОП-ключа, интегратор, токозадающий резистор, нульорган, источник опорного напряжения, два триггера, генератор тактовых импульсов, две схемы И, два счетчика и клемму "Пуск", причем выход источ- 20 ника опорного напряжения подключен к входу первого МОП-ключа, выход которого соединен с первым выводом токозадающего резистора, а второй вывод токозадающего резистора подключен к первому входу интегратора, выход которого соединен с входом нульоргана, выход нуль-органа соединен со сбросовым входом первого триггера, установочный вход которого под- З0 ключен к выходу переполнения первого счетчика и сбросовому входу второго триггера, установочный вход второго триггера соединен с клеммой "Пуск", а выход — с первым входом первой схе- 35 мы И, второй вход которой подключен к выходу генератора тактовых импульсов и первому входу второй схемы И, выход первого триггера соединен с вторым входом второй схемы И, выход которой подключен к входу второго счетчика, а выход первой схемы И подключен к входу первого счетчика, а отличающийся тем, что, с целью повьппеФйя точности, в него введены третий и четвертый МОП-ключи, второй токозадающий резистор и две схемы ИЛИ, причем входная клемма измеряемого напряжения соединена с входами второго и третьего МОП-ключей, выход источника опорного напряжения соединен с входом четвертого МОП-ключа, выходы второго и четвертого МОПключей соединены с первым выводом второго токозадающего резистора, второй вывод которого подключен к второму входу интегратора, выход третьего МОП-ключа соединен с выходом первого МОП-ключа, выход первого триггера соединен с первыми входами схем ИЛИ и управляющим входом источника опорного напряжения, первый выход первого счетчика соединен с управляющим входом второго МОП-ключа, второй выход подключен к второму входу первой схемы ИЛИ, третий выход— к управляющему входу третьего МОПключа, четвертый выход — к второму входу второй схемы ИЛИ, выходы пере вой и второй схем ИЛИ соединены соответственно с управляющими входами первого и четвертого МОП-ключей.

1298671 у(й)

7 б

ZT

Составитель А. Морозов

Редактор Н. Бобкова Техред Н.Глущенко Корректор Л. Пилипенко

Заказ 884/47 Тираж 731 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