Цифровой вольтметр
Изобретение предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложной формы. Вольтметр содержит преобразователь 1 аналогкод, блок -2 вычисления, блок 3 определения периода , элемент И 4, блок 5 формирования иастоты, коммутатор 6, управляющий счетчик 7, блок 8 управления, счетчик 9 числа, триггер 10 переполнения и формирователь 11. Введение делителя 12 напряжения, суммирующего усилителя 13, блока 14 сравнения, элемента И 15, формирователя 16 импульсов , элемента 17 задержки, регистраторов 18 и 19 памяти, цифроаналогового преобразователя 20 и сумматора 21 повышает точность измерения .
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6l ), 976394 (21) 4114201/24-21 (22) 02.09.86 (46) 30,11.88. Бюл. 9 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Г.Г.Живилов и А.А.Фремке (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 976394, кл. G 01 R 19/25, 1981, (54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬП41ЕTP (57) Изобретение предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложЛО„„ 1441323 А2 ной формы. Вольтметр содержит преобразователь 1 аналог — код, блок 2 . вычисления, блок 3 определения периода, элемент И 4, блок 5 формирования частоты, коммутатор 6, управляющий счетчик 7, блок 8 управления, счетчик 9 числа, триггер 10 перепол" нения и формирователь ll, Введение делителя 12 напряжения, суммирующего усилителя 13, блока 14 сравнения, элемента И 15, формирователя 16 импульсов, элемента 17 задержки, регистраторов 18 и 19 памяти, цифроана логового преобразователя 20 и сумматора 21 повышает точность измерения. 1441323 Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложной формы и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. Ф 976394. Цель изобретения — повышение точности измерения. 10 На чертеже представлена блок-схема цифрового вольтметра. Цифровой вольтметр содержит преобразователь аналог — код, выход которого подключен к информационному 15 входу блока 2 вычисления, выход которого соединен с выходной шиной. Информационный вход преобразователя 1 аналог — код соединен с входом блока 3 определения периода, второй выход 20 которого соединен с вторым входом основного элемента И 4. Блок 5 формирования часто г через коммутатор 6 соединен с первым входом элемента И 4, выход которого подключен к управляю-" 25 щим входам элемента И 4, выход которого подключен к управляющим входам преобразователя 1 и блока 2. Второй вход коммутатора 6 соединен с выходом управляющего счетчика 7. Выход 30 коммутатора 6 соединен.с третьим входом блока 8 управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока 2 и первым выходом блока 3. Выход 35 блока 8 через счетчик 9 числа ординат соединен с вторым входом триггера 10 переполнения, первый вход которого соединен с выходом формирователя 11 импульсов и входом счетчика 7, а вы- 40 ход — с входом формирователя 11. Выход управляемого делителя 12 напряжения соединен с вторым входом суммирующего усилителя 13, первый вход которого соединен с входной шиной и первым входом блока 14 сравнения, второй. вход которого, соединен с общей шиной, а управляющий вход — с первым выходом блока 3, входом обнуления блока 2 и первым входом допол- 50 нительного элемента И 15, а выход через дополнительный формирователь 16 импульсов — с входом элемента 17 задержки и вторым входом элемента И 15, выход которого соединен с управляю- 55 щим входом преобразователя 1 и управляющим входом первого регистра 18 памяти. Информационный вход регистра! 8 соединен с выходом второго регистра !9 памяти и входом цифроаналогового преобразователя 20, а выход — с первым входом сумматора 21, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 1. Выход сумматора 21 соединен с информационным входом регистра !9, управляющий вход которого соединен с выходом элемента 17. Выход преобразователя 20 соединен с входом делителя 12, управляющий вход которого соединен с вторым выходом усилителя 13, первый выход которого соединен с информационным входом преобразователя 1. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает на входы суммирующего усилителя !3 и блока 14 сравнения, с второго выхода усилителя 13 на вход делителя 12 поступает код предела измерения, устанавливающий соответствующий коэффициент деления на делителе 12, который определяется коэффициентами передачи усилителя 13 и преобразователя 1 аналог — код таким образом, чтобы на второй вход усилителя 13 в результате коррекции нуля подавалась величина приведенного к входу дрефа нуля. 4 выхода усилителя 13 нормированный сигнал поступает на входы преобразователя 1 аналог — код и блока 3 определения периода. В блоке 3 выделяются первый и второй периоды входного сигнала, при этом формируются разрешающие сигналы соответственно на его первом и втором выходах, После запуска вольтметра на первый вход элемента И 15, на второй вход блока 8 управления и на управляющий вход блока 14 поступает сигнал разрешения от блока 3. При этом на счетчик 9 числа ординат из блока 5 формирования частот через коммутатор 6 и блок 8 управления поступает наиболее высокая тактовая частота. При использовании двоичной сетки частот (f; = 2f,, ) в случае переполнения счетчика 9 числа ординат и триггера 10 срабатывает формирователь 11, который устанавливает в единичное состояние триггер 10 и увеличива" ет на единицу содержимое счетчика 7, Последний переключает коммутатор 6, благодаря чему на.вход счетчика 9 поступает частота, пониженная в два 3 14413 раза. Начинается второй цикл форми— рования частоты запуска преобразователя 1. Далее циклы повторяются вплоть до окончания первого периода 5 входного сигнала. Таким образом, в течение первого периода входного сигнала формируется частота запуска преобразователя 1 аналог — код. Блок 14 фиксирует моменты пересечения входным сигналом нулевого уровня. его выходной сигнал поступает на формирователь 16, который формирует крутые фронты сигнала при положительных и отрицательных фронтах 15 выходного сигнала блока 14 и от этих фронтов (положительных и отрицательных) формирует импульсы постоянной длительности. Импульсы, соответствующие моментам перехода входным сиг- 20 налом через ноль, с выхода формирователя 16 поступают на входы элемента 17 задержки и элемента И 15. Каждым импульсом с выхода формирователя 16 через элемент И 15 запус- 25 каются преобразователь 1 аналог — код и блок 2 вычисления, и происходит перезапись кода из регистра 19 в регистр 18, а также после срабатывания элемента 17 задержки — запись кода 30 сумматора 21 в регистр 19. При этом на входы сумматора 21 поступают коды преобразователя 1 аналог — код и регистра 18, Код с выхода регистра 19 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 20 и через делитель 12 подается на вычитающий вход суммирующего усилителя 13, Следовательно, в регистре 19 хранится основной код приведенного к входу дрейфа нуля 40 вольтметра, а с выхода преобразователя 1 аналог — код в сумматор 21 поступают коды его изменения. Это позволяет перед началом каждого измерения входного сигнала, которое прово- 45 дится на втором периоде входного сигнала, скомпенсировать дрейф нуля вольтметра. По окончании первого периода входного сигнала блоком 8 управления обнуляется блок 2 вычисления, блок 3 определения периода на первом выходе формирует запирающий потенциал, по которому прекращается работа блока 14 и с ней — коррекция нуля вольтметра (код коррекции сохраняется в регистре 19), а также определение, тактовой частоты и числа ординат на периоде измеряемого сигнала, С второго выхода блока 3 подается сигнал разрешения на второй вход элемента И 4. Выбранная на первом периоде измеряемого напряжения тактовая частота через коммутатор 6 подается на входы преобразователя 1 и блока 2. Преобразователь 1 аналог - код запускается на каждом такте и полученные им коды ординат поступают в блок 2 вычисления. Количество запусков преобразователя 1 также подсчитывается блоком 2 и вместе со значениями измеренных ординат используются для вычисления среднеквадратического значения измеряемого напряжения, По окончании второго периода блок 2 формирует импульс, по которому заканчивается цикл измерения. Вольтметр готов принять следующий сигнал запуска. Формула изобретения Цифровой вольтметр по авт.св. N - 976394, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введены суммирующий усилитель, блок сравнения, дополнительный формирователь импульсов, элемент задержки, дополнительный элемент И, сумматор, первый и второй регистры памяти, цифроаналоговый преобразователь и управляемый делитель напряжения, причем многопредельный суммирующий усилитель своими первым входом и первым выходом подключен между входной шиной и объединенными информационными входом преобразователя аналог — код и входом блока. определения периода соответственно, второй вход и второй выход суммирующего усилителя соединены с выходом и управляющим входом управляемого делителя напряжения соответственно, первый вход блока сравнения подключен к входной шине, второй вход — к общей шине, управляющий вход — к первому выходу блока определения перио да, входу обнуления блока вычисления и первому входу дополнительного элемента И, а выход через дополнительный формирователь импульсов — к входу элемента задержки и второму входу дополнительного элемента И, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя аналог — код и управляющим входом первого регистра 5 I442323 6 памяти, информационный вход которого аналог — код, а выход — с информацисоединен с выходом второго регистра онным входом второго регистра памяти, памяти и входом цифроаналогового пре- управляющий вход которого соединен с образователя, а выход — с первым вхо- выходом элемента задержки, выход дом сумматора, второй вход сумматора цифроаналогового преобразователя соесоединен с выходом преобразователя динен с входом управляемого делителя напряжения. Составитель С.Рыбин Редактор М .Петрова Техред А. Кравчук Корректор C.Øåêìàð Заказ 6284/49 Тираж 772 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
