Преобразователь аналогового сигнала в код

 

О И И С Д Н-И Е

ИЗОБРЕТЕН,ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 526074

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.09.74 (21) 2061838/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.76.Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 04.11.76 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.34 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. E Авилов и Ю. А. Желнов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА В КОД

Изобретение относится к измерительным средствам, используемым в системах автоматического регулирования или контроля с применением дискретных устройств.

Известен преобразователь аналогового сигнала в код, использующий время - импульсное измерение падения напряжения на измерительном элементе и содержит генератор счетных импульсов, генератор пилообразных напряжений, счетчик импульсов и логическую схему преобразования сигналов (1).

Это устройство имеет значительную ошибку преобразования.

Известен также преобразователь аналого- д вого сигнала в код, содержащий измерительный элемент, подключенный через первый резистор к цифровым делителям напряжения, выполненным из последовательно соединенных резисторов с параллельно подключенными к ним контактами реле, и второй резистор, который включен параллельно цепочке, образованной из последовательно соединенных измерительного элемента и первого резистора (2).

Однако это устройство также обладает недостаточной точностью работы.

11елью изобретения является повышение точности работы устройства.

Это достигается тем, что в преобразователь аналогового сигнала в код введены пороговые элементы и дополнительный измерительный элемент, подключенный к цифровым параллельным делителям напряжения, резисторы одного из которых подключены ко входам пороговых элементов, выходы которых соединены с реле.

На чертеже приведена принципиальная схема описываемого четырехразрядного преобразователя.

Преобразователь содержит источник питатощего напряжения 1, измерительный элемент 2, резисторы 3 и 4 цифровые делители напряжения 5 и 6, выполненные из последовательно соединенных резисторов 7-14 с параллельно подключенными к ним контактами 15-22 реле 23-26, дополнительный измерительный элемент 27 и пороговые элементы 28-31.

526074

Устройство работает следуюшим образом.

Измерительнь и элемент 2 через резистор

4 подключен к последовательнс соединенным цифровым. делителям напряжения 5 и 6. Параллель о цепи, образованной последовательно соединенными измерительным элементом 2 и резистором 4, включен резистор 3. Последовательно с цифровыми параллельными делителями напряжения включен дополнительный измерительнь-.й элемент 27. Резисторы циф- ip рового делителя напряжения 6 подключень ко входам пороговых элементов, выходь которых соединены ссответственно со входами реле.

Суммарное значение сопротивления цифровых делителей напряжения при любых переключениях контактов реле остается постоянным и равным максимальному значению сопротивления одного делителя напряжения.

Количество пороговых элементов и число ре- 20 зисторов в цифровых делителях напряжения соответствуют разрядности преобразователя.

При изменении преобразуемой аналоговой величины изменяются величины сопротивлений измерительных элементов 2 и 27. При 25 увеличении аналоговой величины сопротивление измерительного элемента 2 уменьшается, а элемента 27 увеличивается. Это приводит к изменению величины падения напряжения в цепи измерительный элемент 27цифровые делители напряжения и потенциалов на входах пороговых элементов. Величины сопротивлений резисторов 3 и 4 выбираются так, чтобы изменение сопротивления цепи, ссдержашей измерительный элемент 2 и резисторы 3 и 4, при изменении измеряемого параметра было равно изменению сопротивления измерительного элемента 27. Такой выбор сопротивлений резисторов 3 и 4 обеспечивает постоянство тока через цифровые 4О делители напряжения 5 и 6 при чзменении измеряемой величины.

Уровень напряжения на входе порогового элемента 28 определяется выражением

Е

U (R . % BR ), то и т о то где — уровень напряжения на входе порогового элемента 28;

E — величина пигаюшего напряжения;

2о- сопротивление цепи, образованной измерительным элемент0M 2 и резисторами 3 и 4, при минимальном значении измеряемой величины;

% — сопротивление измерительного бк то элемента 27 при минимальном значении измеряемой величины;

% — суммарное сопротивление цифровых делителей напряжения 5 и 6; о.R — величина изменения сопротивления 6О т измерительного элемента 2 при изменении измеряемой величины.

Таким образом, уровень напряжения пропорционален изменению сспротивления измерительного элемента 2 при повышении измеряемой аналоговой величины.

Лля преобразования аналоговых значений измеряемого параметра в код схемой четырехразрядного преобразователя, приведенной на чертеже, определяются значения двоичных цифр K>,о(, с(oL в следуюшем представлении величины U о(Ъ8U è 4U ú U îU где

U -U

f MAKE f мнн U и U

U 5мдкс 5 мин

ТМ. 1 — максимальное и минимальное значения U< соответствующие максимальному и минимальному значениям аналоговой величины.

Напряжения срабатывания пороговых элементов соответственно равнь. SU,4(1 1У.„,0„.

Величина сопротивления R цифровых делителей напряжения выбрана из условия обеспечения равенства

R =U

R +3+ +R о то

При уровне напряжения т, сраба> SU тывает пороговый элемент 28 и на его выходе появляется напряжение, которое поступает на выход старшего разряда устройства и переключает реле 23. Контакты реле 23 в цифровом делителе напряжения 6 размыкаются, и на вход порогового элемента 29 поступает напряжение

Ц =U 8 „, Ь где B U „ — падение напряжения на резисторах 7 и 11

Если 0 4 U, то срабатывает пороговый элемент 29 и на его выходе устаная ливается напряжение ит=Uó- 8Цм-4U

Если U с 4U,,то напряжение Б поступает без изменения своей величины через замкнутые контакты 20 реле 24 на вход элемента 30, который срабатывает при

U. Е0 и т. д.

Ь

В обшем случае, если потенциал на входе порогового элемента старшего разряда равен U, то потенциал на входе порогового элемента следу.сшего двоичного разряда равен величине где U — потенциал, равный "весу старшего разряда преобразователя; о(= 1, ес1 ли пороговый элемент старшего разряда сра526074 б -.а;; с = 0, если пороговь.й элемент

l стар его оазряда не сработал.

Потенциал на входе порогового элемента следуюшего разряда определится величиной

1 3 2 2 где U2 — потенциал "веса" следуюшего двоичного разряда в зависимости от состояния порогового элемента предыдушего разр а:,=f,if.

Таким образом, при воздействии на измерительные элементы преобразуемой аналоговой величинь. на выходах пороговых элеменTGB устанавливается параллельный двоичнь;й

Kol1, пропорциональнь:й значению воздействуюшей аналоговой величины. Поскольку предложеннь.й преобразователь в отличие от известных не содержит генераторов импульсов, gp счетчиков, регистров для управления цифровыми делителями напряжения, то он не имеет погрешностей, обусловленных этими элементами, и обеспечивает большую точность измерения. ф ормула изобретения

Преобразователь аналогового сигнала в код, содержаший измерительный элемент, подключенный через первый резистор к цифровь1м делителям напряжения, выполненным из последовательно соединенных резисторов с параллельно подключенными к ним контактами реле и второй резистор, который включен параллельно цепочке, образованной из послед чательно соединенных измерительного элемента и первого резистора, о т л и ч а к ш и и с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены пороговые элементы и дополнительный измерител:— ный элемент, подключенный к цифровым делителям напряжения, резисторы одного из которых подключены ко входам пороговг.х эле.ментов, вь.ходы которых соединень с реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт.св. СССР N"- 375582, М. Ел. б 01 2 7/00, от 2 2. 02. 71.

2. Авт.св. СССР М 285283, М. Кл.

И 03 g 13/02, от 25.06.69.