Цифровое измерительное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 6031 20 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (221 Заявлено 14.06.76 (21)2372134/18-21 с присоединением заявки №

2 (51) M. Кл.

Н 03 К 13/20

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04.78. Бюллетень №14 (45) Дата опубликования описания аа. 03. "13. (53) УДК 681.325. (088.8) (72) Автор изобретения

М. М, Гельман (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных приборах и устройствах для измерений сигналов в широком диапазоне уровней.

Известно цифровое измерительное устройст- 5 во (ЦИУ), работающее на принципе линейного динамического уравновешивания с преобразованием измеряемой величины в промежуточный параметр, например цифровые вольтметры с промежуточным преобразованием напряжения во временной интервал или частоту, содержащие опорный и измерительный нуль-орган, опорный генератор и блоки индикации (1).

Недостатком известного ЦИУ является сравнительно невысокая скорость измерений;

Известно устройство автоматического выбора пределов измерений, построенное по принципу амплитудного анализатора, содержащее несколько анализаторов, формирующих сигналы в соответствии со значением измеряемой величины, этими сигналами переключают ступени входного делителя прибора, либо изменяют параметры уравновешивающего сигнала, например длительность напряжения уравновешивания или частоту генератора образцовой частоты в приборах с преобразованием измеряемой величины в кодированный временной интервал (2).

Недостатком известного устройства является дрейф порога срабатывания анализаторов, который влияет на устойчивость границ пределов измерений, а кроме того, требуется дополнительное время на выбор предела.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерения в широком диапазоне изменения уровня входной измеряемой величины.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровое измерительное устройство, содержащее генератор линейно-изменяющегося сигнала, опорный нуль-орган, измеритель промежуточного параметра, к выходу которого подключен блок индикации, нуль-орган сравнения, при этом вход опорного нуль-органа и один из входов нуль-органа сравнения соединены с выходом генератора линейно-изменяющегося сигнала, другой вход нуль-органа сравнения подключен к входному зажиму, а выход опорного нуль-органа подключен к одному из входов измерителя промежуточного параметра, введены дополнительные нуль-органы, входной делитель,. ключи, элемент ИЛИ, триггер и регистр кода, при этом входной делитель подключен между входным зажимом устройства и общей шиной дополнительные нуль-органы одними входами подключены к соответствующим выходам входного делителя и другими входами к выходу

14 с входными сигналами нуль-органов первым импульс равенства сигналов поступает от того из нуль-органов, сигнал на входе которого наиболее близок по величине к максимальному значению уравновешивающего сигнала, но, естественно, не превышает его. Указанный импульс равенства соответствует, например, (в случае, если промежуточный параметр преобразования — время) началу временного интервала. Этот импульс передается через открытый ключ в цепи соответствующего нуль-органа и элемент ИЛИ 10 на вход измерителя 12 и одновременно переключает триггер ll, выходной сигнал которого закрывает ключи на выходе всех остальных нуль-органов.

Таким образом блокируются цепи передачи выходных импульсов нуль-органов по мере их формирования в процессе дальнейшего измене45

6031 з генератора линейно-изменяюшегося сигнала, выходы дополнительных нуль-органов через ключи соединены с входами элемента ИЛИ и регистра кодов, к другим входам которых подключен нуль-орган сравнения, выход элемента

ИЛИ соединен с другим входом измерителя промежуточного параметра и с первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу опорного нуль-органа, выход триггера соединен с управляющими входами ключей, а выход регистра кодов подключен к другому входу блока индикации.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже, где обозначено: 1 — входной зажим устройства, 2 — входной делитель измеряемой величины, 3 — опорный нуль-орган, 4 — нуль-орган сравнения измеряемого и уравновешивающего сигналов низшего (первого) предела, 5 — дополнительный нуль-орган ñl;àâнения измеряемого и уравновешивающего сигналов второго предела, 6 — дополнительный нуль-орган сравнения измеряемого и уравновешивающего сигналов наибольшего предела, 7 и 8 — ключи, 9 — параллельный регистр кода признака предела измеряемой величины с раздельными входами, 10 — многовходовый логический элемент ИЛИ, ll — триггер, 12 —— цифровой измеритель промежуточного параметра,преобразования, 13 — блок индикации ре25 зультатов измерений, 4 — образцовый генератор линейно-изменяюшегося сигнала уравновешивания.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая величина, поступающая на зп входной зажим 1, через ступени делителя 2 передается одновременно «а все нуль-органы сравнения 4, 5...6. Число ступеней делителя выбирают исходя из требуемого количества пределов измерений, а величины самих ступеней в соответствии с максимальным значением сигнала уравновешивания, равного величине младшего предела измерения.

Триггер 11 в исходном состоянии ЦИУ обеспечивает открытое положение ключей 7, 8.

Измеряемый сигнал распределяется по 40 нуль-органам сравнения в соответствии со ступенями делителя, уменьшаясь в направлении нуль-органа наибольшего из пределов. При сравнении уменьшающегося по величине сигнала уравновешивания образцового генератора

20 ния сигнала уравновешивания и сравнения его с сигналами в остальных нуль-органах. При равенстве опорного (пулевого) и уравновешиваюгцего сигналов нуль-орган 3 формирует импульс, соответствующий, напр::мер, концу временного интервала, который поступает на второй вход измерителя 12. Измерение величины промежуточного параметра заканчивается и полученный результат отображается блоком 13.

Одновременно блоком 13 отооражается и признак предела измерений. Код признака предела измерений записывается в регистр 9. Указанный регистр выполнен, например, в виде параллельного триггерного регистра, элементы которого не соединены между собой. Каждый нульорган сравнения связан с отдельной ячейкой регистра, в которую записывается сигнал (например, единичный) в соответствии с импульсом сравнения, переданным в данном цикле измерения через элемент ИЛИ 10 в измеритель 12. В остальные ячейки при этом в данном цикле измерения сигналы не записываются (или записываются нулевые сигналы). Таким образом, выходной код регистра 9 только в одном из разрядов (каждый из которых соответствует определенному пределу измерений) содержит «I», а в остальных «О».

После возвращения всех блоков ЦИУ в исходное состояние цикл измерения повторяется.

Устройство обеспечивает построение оптимальных характеристик по быстродействию, динамическому диапазону и точности измерений

ЦИУ, исходя из возможно достижимых точност. ных параметров образцового генератора линейно-изменяющегося сигнала уравновешивания.

Фор,иула изобретения

Цифровое измерительное устройство, содержащее генератор линейно-изменяюшегося сигнала, опорный нуль-орган, измеритель промежуточного параметра, к выходу которого подключен блок индикации, нуль-орган сравнения, вход опорного нуль-органа и один из входов нуль-органа сравнения соединены с выходом генератора линейно-изменяющегося сигнала, другой вход нуль-органа сравнения подключен к входному зажиму, а выход опорного нуль-органа подключен к одному из входов измерителя промежуточного параметра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений в широком диапазоне изменения. уровня входной измеряемой величины, в него введены дополнительные нуль-органы, входной делитель, ключи, элемент И ЛИ, триггер и регистр кода, при этом входной делитель подключен между входным зажимом устройства и общей шиной, дополнительные нуль-органы одними входами подключены к соответствующим выходам входного делителя и другими входами к выходу генератора линейно-изменяющегося сигнала, выходы дополнительных нульорганов через ключи соединены с входами элемеита ИЛИ и регистра кодов, к другим входам которых подключен нуль-орган сравнения, выход элемента ИЛИ соединен с другим входом измерителя промежуточного параметра и с первым входом триггера, второй вход которого б03120

Редактор H. Зайцева

Заказ 1876/55

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров С СР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключен к выходу опорного нуль-органа, выход триггера соединен с управляющими входами ключей, а выход регистра кодов подключен к другому входу блока индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Галушкин А. И. Оперативная обработка экспериментальной информации. Энергия, 1972, с. 47 — 48.

2. Хлистунов В. И. Основы цифровой электроизмерительной техники. Энергия, 1966, с. 303 — 304.

Составитель Д. Голубович

Техред О. Луговая Корректор H. Тупица

Тираж 1086 Подписное