Электроизмерительный прибор

 

Изобретение служит для повышения точности измерения прибора. Элекроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием содержит газоразрядную индикаторную панель 1, программируемый запоминаюпдий блок 2, с)Ормирователь 3 анодного напряжения, регулируемые источники 4 и 5 опорного напряжения, компараторы 6-8, переключатели 9-12, генератор 13 импульсов , счетчики 14 и 15, генератор 16 ступенчатого напряжения, элементы И 17 и 18, элементы ИЛИ 19 и 20 и D-триггер 21. Введение элемента И 24 и образование новых функциональных связей обеспечивает компенсацию нелинейности объектов измерения . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 G 01 R 19 165

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4057813/24-21 (22) 16.04.86 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (7l ) Производственное объединение «Краснодарский ЗИП» (72) А. Б. Лапин (53) 621.31 7.72/725(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1118929, кл. G 01 R 19/165, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1170366, кл. G 01 R 19/165, 1983.

„„SU„„1401391 А1 (54) ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР (57) Изобретение служит для повышения точности измерения прибора. Элекроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием содержит газоразрядную индикаторную панель 1, программируемый запоминающий блок 2, формирователь 3 анодного напряжения, регулируемые источники 4 и 5 опорного напряжения, компараторы 6 — 8, переключатели 9 — 12, генератор 13 импульсов, счетчики 4 и 15, генератор 16 ступенчатого напряжения, элементы И 17 и 18, элементы ИЛИ 19 и 20 и D-триггер 21.

Введение элемента И 24 и образование новых функциональных связей обеспечивает компенсацию нелинейности объектов измерения. 2 ил.

1401391

1 !

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к элекроизмерительным показывающим и регулирующим приборам, содержащим дискретноаналоговый оптоэлектронный отсчетный блок.

Цель изобретения — — повышение точности измерения за счет компенсации нелинейности об.ьектов измерения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема прибора; на фиг. 2 — временная диаграмма.

Электроизмерительный прибор с трехпозиционным регулированием содержит газоразрядную индикаторную панель 1, программируемый запоминающий блок (ППЗУ) 2, формирователь 3 анодного напряжения, регулируемые источники 4 и 5 опорного напряжения, компараторы 6 — 8, переключатели (ключи) 9 — 12, генератор 13 импульсов, первый и второй счетчики 14 и 15, генератор 16 ступенчатого напряжения, первый и второй элементы И 17 и 18, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, D-триггер 21, первый и второй резисторы 22 и 23, третий элемент И 24. При этом

) выходы первого и второго регулируемых источников 4 и 5 опорного напряжения, соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов 6 и 7 и с входами первого и второго переключателей 9 и 10, вторые входы первого и второго компараторов 6 и 7 соединены с входной шиной прибора и с входом третьего переключателя 11. Выходы первого, второго и третьего перекл ючателей 9 — 11 соединены с инвертирующим входом третьего компаратора 8, неинвертирующий вход которого подключен к выходу генератора !

6 ступенчатого напряжения.

Выходы компараторов 6 и 7 соединены соответственно с первыми входами первых элементов И 17 и ИЛИ 19. Выход первого элемента И 17 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 20. Выход

: первого элемента ИЛИ !9 соединен с пер вым входом второго элемента И 18, вто, рой вход которого подключен к выходу D-триггера 21. Выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с входом формирователя 3 анодного напряжения.

Выход генератора 13 импульсов соединен с входом первого счетчика 14 и с первым входом третьего элемента И 24. Выходы счетчика 14 подключены к адресным входам ППЗУ 2, первая группа выходов которого соединена с катодами газоразрядной панели 1, анод которой подключен к выходу формирователя 3 анодного напряжения.

Старший разряд счетчика 14 подключен к входу «Сброс» ППЗУ 2 и к входу второго счетчика 15. Третий переключатель

ll имеет механическую связь с четвер25

55 тым переключателем 12, выход которого подключен к шине питания (Е ) прибора, а первый вход — к второму входу первого элемента И 17 и через первый резистор 22 — к общей шине прибора.

Второй вход четвертого переключателя 12 подключен к второму входу .первого элемента ИЛИ 19 и через второй резистор

23 — к общей шине прибора. Старший разряд счетчика 15 соединен с третьими входами первых элементов И 17 и ИЛИ 19.

Выход третьего элемента И 24 подключен к тактовому входу генератора 16, а второй вход элемента И 24 соединен с вторым входом ППЗУ 2, первый выход которого соединен с входом «Сброс» генератора 16 и с четвертым входом элемента

ИЛИ 20, третий вход которого соединен с младшим разрядом счетчика 15. Тактовый вход D-триггера 21 соединен с одним из информационных выходов счетчика 14.

Прибор работает следующим образом.

Для возбуждения газоразрядной индика торной панели 1, которая содержит определенное количество катодов (более 100), необходимо первоначально подать импульс на катод сброса, после чего подать последовательности импульсов на группы като дов панели 1 (2 а, б, в, г).

Непрерывная последовательность тактовых импульсов (фиг. 2е), которую формирует генератор 13, проходя через счетчик 14, преобразуется в двоичный код, который посгупает на адресные входы ППЗУ 2. В ППЗУ двоичный код преобразуется в импульсы, управляющие катодами панели 1, при этом на выходе 25 формируется импульс (фиг. 2а), управляющий катодом сброса, а на выходах 26 — 28 формируются пачки импульсов (фиг. 2 б, в, г), управляющие катодами первой, второй и третьей групп соответственно.

Одновременно ППЗУ 2 формирует на выходе 29 импульсы, которые, поступая на вход элемента И 24, запрещают прохождение через него тактовых импульсов генератора 13. Те тактовые импульсы, которые проходят через элемент И 24 (фиг. 2ж), поступают на тактовый вход генератора 16 и формируют ступенчатое напряжение, при этом каждому тактовому импульсу, поступающему на вход генератора 16, соответствует одна ступенька на его выходе (фиг. 2и). Режим работы ППЗУ выбирается таким образом, чтобы в течение действия определенного импульса на выходах

25 — 28 импульс на выходе 29 запрещал прохождение через элемент И 24 некоторого определенного количества тактовых импульсов (или пропускались все тактовые импульсы). Таким образом, может быть сформирована практически любая нелинейная передаточная характеристика прибора.

1401391

Компаратор 8 сравнивает измеряемое напряжение со ступенчатым и срабатывает в момент их равенства. Поскольку это срабатывание может произойти в момент, когда соответствующий импульс на выходах

25 — 28 еще не окончился, то для исключения неоднозначности отсчета (которая возникает из-за нечеткого свечения соответствующего катода) на тактовый вход триггера 21 подаются с одного из разрядных выходов счетчика 14 импульсы (фиг. 2д), передний фронт которых синхронизирован с импульсами на выходах 25 — 28. В результате срабатывание триггера 21 и, следовательно, гашение анода всегда происходят синхронно с импульсами на выходах

25 — 28. Как только разряд переместится вдоль всего индикаторного столбца, на выходе 30 ППЗУ 2 формируется импульс (фиг. 2к), который возвращает генератор 16 в исходное состояние (фиг. 2и) и, кроме этого, через элемент ИЛИ 20 и формирователь 3 выключает питание панели 1. Кроме этого, с целью увеличения в два раза ресурса панели 1 ее работа происходит через цикл, так как сигнал с выхода младшего разряда счетчика 15 периодически, через цикл, осуществляет выключение панели 1.

Регулируемые опорные источники 4 и 5 задают некоторые фиксированные уровни напряжения, соответствующие сигналам нижнего и верхнего уровней регулирования (верхний уровень U всегда оольше нижнего уровня UI). Если измеряемое напряжение Ux находится в пределах установленной зоны регулирования (т. е, UI(U..à(À) то ни один из компараторов 6 и 7 не срабатывает.

Если Ux(UI, то срабатывает компаратор 6 и на его выходе устанавливается «1». Если же L. )UI, то срабатыва. ет компаратор 7 и на его выходе устанавливается «О». Таким образом, осуществляется функция трехпозиционного регулирования, поскольку всем трем положениям значения U„îòíîñèòåëüíî значений

UI и U2 соответствует три различных комбинации состояний выходов компараторов6 и 7.

Прибор может работать в трех режимах индикации. В первом режиме индицируется значение UI.,что позволяет оператору установить или проверить значение нижнего уровня регулирования. Во втором режиме индицируется значение U, что позволяет установить или проверить значение верхнего уровня регулирования. В третьем режиме при помощи того же самого светоизлучающего столбца индицируется значение Ux и осуществляется сигнализация при выходе этого значения за пределы зоны.

l установленной в первом и втором режимах.

Работа прибора в каждом из режимов.

В первом режиме замкнут ключ 9, разомкнуты ключи 10 и 11, а ключ 12 замыкает второй вход элемента ИЛИ 19 на шину E питания ввиду того, что замкнут ключ 9; на вход компаратора 8 в качестве измеряемого напряжения поступает

UI. При этом управление формирователем 3 осуществляется только через вход элемента

И 18, соединенный с выходом D-триггера

21, так как на выходе элемента И 17 постоянно сохраняется «О» (ввиду того, что на один из его входов через резистор 23 подается «О»), а на выходе элемента ИЛИ

19 постоянно сохраняется «1» (ввиду того, что на один из входов этого элемента подается «1» от шины Еп питания. Поэтому сигнал гашения, сформированный триггером 21, проходит через элемент И 18, элемент ИЛИ 20, формирователь 3 и выключает питание анода газоразрядной индикаторной панели 1. В результате длина светящегося столбца этой панели соответствует значению UI.

Во втором режиме замкнут ключ 10, ключи 9 и 11 разомкнуты, а ключ 12 замыкает вход элемента ИЛИ 19 на шину

Еп питания. В этом режиме работа устройства осуществляется аналогично первому режиму. Разница заключается в том, что, поскольку замкнут ключ 10, то длина светящегося столбца соответствует значению U.

В третьем режиме ключи 9 и 10 разомкнуты, ключ 11 замкнут, а ключ 12 замыкает вход элемента И 17 на шину

Еп питания. Работа прибора в этом режиме заключается в следующем.

L I(U-(Ь . В этом случае на выходе компаратора 6 имеется «О», на выходе компаратора 7 имеется «1». Поэтому так же, как в первом и втором режимах, на выходе элемента И !7 постоянно сохраняется

«О», а на выходе элемента ИЛИ 19 постоянно сохраняется «1», в результате чего управление формирователем 3 осуществляется через выход D-триггера 21. При этом, поскольку вход компаратора 8 соединен через ключ 11 с входом прибора, длина светящегося столбца соответствует значению Ux.

L .. (L I. В этом случае на выходах компараторов 6 и 7 имеются «1». Поэтому так же, как и в примере 1, осуществляется управление от выхода триггера 21.

Кроме того, импульсы низкой частоты (2—

10 Гц) с выхода счетчика !5 проходят через элементы И 17, ИЛИ 20, формирователь 3 и периодически выключают питание панели 1, вызывая тем самым мерцание светящегося столбца, длина которого соответствует зIIa«cIIIIю U.. Таким образом, осугцествляется сигIIaлизацня, указывающая, что (° ((.. .

1401391

Ъ)1 12. В этом случае на выходах компараторов 6 и 7 имеется «0». С выхода старшего разряда счетчика 15 на вход элемента ИЛИ 19 периодически поступает

«О» и на выходе элемента ИЛИ 19 также периодически формируется «0». В результате периодически осуществляется запрет на прохождение через элемен И 18 импульсов гашения с выхода триггера 21, что вызывает периодическое выключение питания анода панели 1 только после переноса разряда вдоль всей длины столбца. Поэтому значение Ux индицируется постоянно, а на остальной части столбца возникает мерцание, которое сигнализирует о том,, что Ux )U>. (Формула изобретейия

Электроиз мерительный прибор, содержащий газоразрядную индикаторную панель, программируемый запоминающий блок, формирователь анодного напряжения, два регулируемых источника опорного напряжения, три компаратора, четыре переключателя, генератор импульсов, два счетчика, генератор ступенчатого напряжения, пер вый и второй элементы И, первый и вто рой элементы ИЛИ, D-триггер, первый и второй резисторы, причем выходы первого и второго регулируемых источников

1 опорного напряжения соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов и с входами первого и второго переключателей, вторые входы первого и второго компараторов соединены с входной шиной прибора и с входом треть-! его переключателя, выходы первого, второго и третьего переключателей соединены с инвертирующим входом третьего компаратора, неинвертирующий вход которого под ключен к выходу генератора ступенчатого

;напряжения, выходы первого и второго ком параторов подключены к первым входам первых элементов И, ИЛИ соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход второго

5 элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу формирователя анодного напряжения, выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика, выходы которого подключены к адресным входам програм10 мируемого запоминающего блока, первая группа выходов которого соединена с катодами газоразрядной индикаторной панели, анод которой подключен к выходу формирователя анодного напряжения, старший разряд первого счетчика подключен к входу

«Сброс» программируемого запоминающего блока и к входу второго счетчика, третий переключатель имеет механическую связь с четвертым переключателем, выход которого подключен к шине питания прибора, а первый вход — к второму входу первого элемента И и через первый резистор — к общей шине прибора, второй вход четвертого переключателя подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и через второй резистор — к общей шине прибора, старший разряд второго счетчика соединен с третьими входами первых элементов И и ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прибора, в него дополнительно введен третий элемент И, выход которого подключен к тактовому входу генератора ступенчатого напряжения, а первый и второй входы подключены соответственно к выходу генератора импульсов и к второму выходу программируемого запоминающего блока, первый выход которого соединен с входом

«Сброс» генератора ступенчатого напряжения и с четвертым входом второго элемента

ИЛИ, третий вход которого соединен с младшим разрядом второго счетчика, тактовый вход D-триггера соединен с одним

4О из информационных выходов первого счетчика.

140139!

Юыюд 2

0 бы,гад 28 о дб/хОд 27

0 дылд И

AvP

0 дьа од 75 гЕНГР Л7 7-,,7 ро

1" 8 7,1 элемент

Ю24 д о

86 Л7д генералюра 16 ды,год Ю

0 (.Оставитс.th В. 1 1)ни к н

Редактор А. Ворович Текред И. Верее 1(о11н кI<>I!,! . Iihlllfl<нк

Заказ 2517/44 Тираж 772 11о:! i!

ВНИИПИ Государственного козгитста (:(.(.Р!hi .н.i., 113035, Москна, Ж 35. Ра ««сини

Производственно-полиграфическое нрсднрин н . г. З .l. .,1!>