Цифровой вольтметр

 

ВСЕСОК>ЗНАЯ > П ф А Н* И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

< о 494701

Саюз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 15.02.73 121) 1883086/26-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.12.75. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 13.05.76 (51) М. Кл. G 01г 13 02

Н О, и 13,20

G 01г 19/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. К. Шахов, В. M. Шляндин, С. М. Телегин, И. Ф. Островский, В. Н. Пантелеев и Б, В. Султанов (7 1 ) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР (1) (2) Изобретение относится к цифровой электропзмеритсльной техиике, предназначено для измерения постоянного, а также действующего значения переменного напря>кений.

Известны цифровые вольтметры, содержащие входной переключатель, преобразователь напряжения в частоту, блок управления, формирователь периода, ключи, генератор опорпой частоты, счетчик, преобразователь код— напряжение, цифровое отсчетное устройство.

Цель изобретения — повышение быстродействия вольтметра — достигается тем, что предлагаемый вольтметр снабжен блоком выделения разности частот, двумя вспомогательными счетчиками и двумя преобразователяли код — частота, причем выходы последних через блок выделения разности частот подключены ко входу счетчика, управляющий вход каждого преобразователя код — частота подсоединен к выходам вспомогательных счетчиков, а сигнальные входы преобразователей код — частота подключены соответственно к выходу генератора опорной частоты и выходу преобразователя напряжения в частоту.

Блок-схема вольтметра приведена на чертеже.

Вольтметр содер>кит входной переключатель 1, преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ) 2, блок управления 8, формирователь периода 4, ключи 5 и 6, генератор опорной частоты 7, вспомогательные счетчики 8 и

9, преобразователи код — частота (ПКЧ) 10 и 11, блок выделения разности частот 1>, счетчик 18, преобразователь код — напряжение (ПКН) !4, цифровое отсчетное устройство 15.

Работает вольтметр в два цикла по программе с блока управления. В первом цикле (верхнее положение переключателя 1 и замкнутое состояние ключей 5, б) за период Т,, измеряемого напряжения в счетчики 8 и 9 поступает соответственно следующес количество импульсов: где f(U,.) — частота ПНЧ, соответствующая

20 подключенному на его вход напряжению U,-;

1о — частота генератора 7.

Во втором цикле (нижнее положение переключателя 1 и разомкнутое состояние клю25 чей 5, б) на сигнальные входы ПКЧ 10 и 11 начинаюT поступать импульсы с частотами соответственно f8 и f(U>,), где f(U>) — часто« та ПНЧ, соответствующая подключенному на его вход компенсирующему напряжению U;,.

В этом случае для частот импульсов с ПКЧ

494701

Таким образом, в установившемся режиме

5 код числа в счетчике 18 соответствует измеряемым напряжениям, причем результат измерения практически не зависит от параметров ПНЧ. (3) (4) М, t с нкн Sfp. Т

При использовании квадратичного ПНЧ с 25 функцией преобразования вида

Цифровой вольтметр, содержащий входной переключатель, преобразователь напряжения в частоту, блок управления, формирователь периода, ключи, генератор опорной частоты, счетчик, преобразователь код — напряжение, цифровое отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен блоком выделения разности частот, двумя вспомогательными счетчиками и двумя преобразователями код — частота, причем выходы последних через блок выделения разности частот подключены ко входу счетчика, управляющий вход каждого преоб40 разователя код — частота подсоединен к выходам вспомогательных счетчиков, а сигнальные входы преобразователей код — частота подключены соответственно к выходу генератора опорной частоты и выходу преобразова45 теля напряжения в частоту.

f(U,-) = f„— SU; —;

10 и 11, с учетом равенств 1 и 2 соответственно можно записать: где Np — емкость счетчиков ПКЧ.

В результате поступления частот f и fz на блок выделения разности частот 12 получается импульсная последовательность, которая подсчитывается счетчиком 18, сбрасываемым на «нуль» в начале второго цикла.

В соответствии с накапливаемым в счетчике числом изменяется выходное напряжение ПКН, в результате чего / приближается к f . Для установившегося режима с учетом выражений (1), (2), (3) и (4) можно записать:

f(U,.) Т,. = f(U,) Т, (5) где f „— начальная частота;

S — крутизна ПНЧ, с учетом выражения (5) имеем ((— ЯУ ) Т,. = ((— БИ ) Т. откуда Ua = U,,где U — действующее значение переменного напряжения.

В случае измерения постоянного напряжения с применением линейного ПНЧ, например, с функцией преобразования

f = f„+SU,, с учетом формулы,5 можно записать (f„+ SU,.)T,. = (f„+ SU,)T откуда U, = U,, причем Т,. здесь представляет собой период помехи.

В режиме отработки компенсирующего напряжения данное устройство представляет собой астатическую систему регулирования с постоянной времени где Япкн — крутизна ПКН. Для повышения быстродействия т можно уменьшить подбором частоты fp. Быстродействие вольтметра, реализирующего рассмотренный алгоритм, примерно на порядок превышает быстродействие известных вольтметров.

Предмет изобретения

494701

Составитель С. Телегин

Техред А. Камышникова

Редактор В. Полещук

Корректор И. Симкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 232 460 Изд, Ко 192 Тираж 629 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5