Цифровой измеритель приращений напряжения

 

О А-"Н-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«п714298

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2б0575 (21) 2137243/18-21 с присоединением заявки ¹ (51)м. Ил.

G 01 R 19/26 (23) Приоритет

Опубликовано 0502.80. Бкзллетень ¹ 5

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 317.. 71 (088.8) Дата опубликования описания 0502.80 (72) Авторы изобретения

Г.Х.Михайлов, A.A.Ëîòòo и И.Г.Рубан (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЙ

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение касается техники электроизмерений и может быть использовано для измерения отклонений напряжения постоянного тока от начального значения °

Известны цифровые измерители приращений напряжения, кбторые осуществляют измерение напряжения 0К в моменты времени t и t1 и последующее вычисдение их разности д Ug

= U„(t<) — Uz (t ) (1) . однако измерители такого типа обладают низкой точностью и разрешающей способностью.

:наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является цифровой измеритель приращений напряжения, содержащий инвертор входного сигнала, входной делитель, нуль-орган, инвертор входных сигналов нуль-органа, два компенсатора,. инвертор компенсирующего сигна- ла, блок перезаписи результатов измерений, логический блок управления, логический узел соответствия, цифровой индикатор, нормализующий делитель и логическую схему нормализации диапазонов (2). В этом устройстве для увелйчения точности измерения приращений применены два автоматИческих компенсатора, которйе производят полную компенсацию в аналоговом виде входного чапряжения Ux на первом этапе, измеряемого приращения Ь U на втором этапе.

В известном устройстве нестабильность и погрешность обоих компенсаторов полностью. входит в погрешность измерения приращения, что снижает их точность. Кроме того, разрешающая способность известного измерителя приращений ограничивается остаточными параметрами и нестабильностью остаточных параметров коммутирующих элементов автоматических компенсаторов.

Цель изобретения — повышение точности и разрешающей способности измерителя приращений напряжения, Для этого в устройство, содержащее компенсатор, логический блок управления, цифровой индикатор и логический узел соответствия, выход знака приращения которого соединен со входом управления знаком приращения цифрового индикатора, введены масштабирующий усилитель, преобразователь, ключ, блок аягебраического суммирования и регистр, которые соединены между со.м-.очт еатата тт-..,весов;П . - .".„ .;в.жив=:а„--:„- т:тп.т-;...„-;ы „вкати, -, есмж ..—.. °

714298 бой следующим образом. Вход компен - " сации масштабирующевго усйлитеоля соединен с выходом компенсатора, управляющий вход масштабирующего усилителя подключен к выходу управления уси "лением:логического блока управления, вход преобразователя подключен к выходу масштабирующего усилителя, а его выход кода соединен в зависимости от состояния ключа со входом комйтЕвстйсссатора или со входом кода блока )g алгебраического суммирования. Выход сигнала полярности преобразователя подключен ко входу полярности логи- . ческого узла соответствия, à его выход полярности соединен со входом управления полярностью компенсатора.

Кроме того, выход вида операции логическога узла соответствия подключен ко входу управления видом операции блока алгебраического суммирования, выход знака приращения блока алгебраичЕского суммирования соединен со входом знака приращения логического узла соо= âåòñòâèÿ, выходы ко да приращения блока алгебраического суммирования соединены со входами 25 кода цифрового индикатора, выходы и входы числа блока алгебраического суммирования подключены соответственно ко входам и выходам числа регистра, а управляющие входы блока алгебраического суммирования, регистра и

- ключа соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока управления. ьлагодаря указанным отличиям в описываеМоМ устройстве производится комби— нированное (аналого-цифровое) уравновешивание исследуемого напряжейия, " что обеспечивает повышение точности

R разреышающей способности по сраВнению с устройством-прототипом (2), .

Повыыеиие точиости обеспечиваетси также испопьвоваиием в описываемом

H: ìåðèòåëå приращений напряжения только одного компенсатора, вместо двух, имеющихся в известном устройст- 45 ве. Точность описываемого измерителя повышается также эа счет того, что в "его- погрешность не входит погреш Ность устайовления выходного напряжения компенсатора так как в процессе 5О измерений приращения напряжения компенсатора U< не Изменяется. Кроме повышения точности и разрешающей способности приведенные выше особенности.описйваемого измерителя приращеI ний обеспечивают возможность его упро. щейия- при одновременном улучшении метрологических характеристик.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного цифрово- 60

" ro измерителя приращений напряжения.

Цифровой измеритель приращений напряжения содержит масщтабируюший усилитель 1, преобразователь напряжения в цифровой код 2, ключ 3, $5 компенса op 4, блок алгебраического суммирования 5, регистра 6, логический блок управления /, логический узел соответствия 8 и цифровой индикатор 9.

Устройство работает следующим образом. ла первом этапе в исходном состоянии ключ 3 замыкает цепь с выхода преобразователя 2 на вход КоМпенсатора 4; коэффициент передачи масштабирующего усилителя 1 равен единице, а компенсирующее напряжение на втором его входе равно нулю, Процесс измерения начинается при поступлении на логический блок управления 7 в момент времени (Фо) команды Пуст .

При этом измеряемое напряжение, соответствующее моменту времени to и равное U„(to), пройдя масштабируюший усилитель 1, поступает на вход преобразователя 2, который преобразует его в цифровой код. С выхода преобразователя 2 цифровой код напряжения

U<(t ) через ключ 3 поступает на вход компенсатора 4, При этом с выхода компенсатора 4 на второй вход масштабируюшего усилителя 1 подается напряжение Uy, соответствующее по величине коду напряжения Uq(to) и имеющее полярность, противоположную полярности Ux(t ). Сигнал управления полярностью напряжения 0 вырабатывается логическим узлом соответствия

8 по сигналу полярности, поступающему с преобразователя 2. Ia втором этапе работы в момент времени tq no сигналу логического блока управления 7 ключ 3 размыкает цепь между преобразователем 2 и компенсатором 4 и замыкает цепь с выхода преобразователя 2 на вход блока алгебраического суммирования 5. одновременно по сигналу с логического блока управления 7 увеличивается коэффициент передачи масштабирующего усилителя 1.

При этом начальная разность напряжения b.U„(t ) = UI((tq) U> равная нескампенсированной части начального напряжения U1I(tq), усиливается и преобразователем 2 преобразуется в цифровой код, поступающий через ключ

3 в блок алгебраического суммирования 5. Далее, по сигналу логического блока управления 7, этот код переписывается в регистр 6. С этого момента времени начинается измерение приращений напряжения, в процессе которого компенсирующее напряжение и цифровой код регистра 6, соответствующий начальной разности напряжений

5U (t ), сохраняются неизменными, Измерение приращений напряжения осуществляется следующим образом. В момент времени t текущая разность напряжений Ь Uy(tg) = Пх(tg) Бк, рав ная нескомпенсированной части текущего значения напряжения U (t2) усиливается и преобразуется в код, по714298 ступающий в блок алгебраического суммирования 5, одновременно с этим параллельный код числа, хранящегося в регистре 6, по сигналу логического блока управления 7 также поступает на входы блока алгебраического суммирования 5, где иэ цифрового кода текущего приращения E Urr(t>) вычитается цифровой код начального приращения Б„(.(). Полученный в результате вычисления цифровой код, соответствующий измеряемому приращению напряжения д Urr(gt ) = Ь Uy,(tg)

"Л Uy, (tq ) за интервал времени Л t — поступает на цифровой индикатор 9. Дальнейшая работа измерителя приращений напряжения протекает аналогично. Измерение приращений в моменты времени tg, t4, tg,... и т.д. осуществляется через промежутки времени, равные периоду работы преобразователя 2. С этой же периодичностью блок алгебраического суммирования 5 выполняет операцию вычитания, если знаки текущего дОх((;1) и начального Ь Uz (t ) приращений напряжения совпадают, или суммирования, если их знаки противоположны.

Вид операции определяется логическим узлом соотнетствия 8 путем сравнения cèãíàëor3 полярности, начального и текущего приращений напряжения, поступающих иэ преобразователя 2. одновременно по сигналу блока,алгебраического суммирования 5, осуществляющего автоматическое определение соотношения между текущим и начальным приращениями, логический узел соответствия 8 вырабатывает сигнал о знаке измеряемого приращения

AUrr(gt), который подается на цифровой индикатор 9.

Описанное изобретение позволяет повысить точность и разрешающую способность измерителя приращений напряжения и кроме того обеспечивает его упрощение по сравнению с устройством-прототипом. Изобретение испытано в виде опытных образцов и внедрено н серийную продукцию.

Формула изобретения

Цифровой измеритель приращений напряжения, содержащий компенсатор, логический блок управления цифровой индикатор и логический узел соответствия, выход знака приращения которого соединен со входом управления знаком приращения упбмянутого цифрового индикатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности, он содержит соединенные последовательно масштабирующий усилитель и преобразователь, выход кода которого соединен со входом ключа, а выход сигнала полярности подключен ко входу полярности упомянутого логического узла соответствия, блок алгебраического суммирования, вход управления видом операции которого подключен к выходу вида операции логического узла соответствия, а вход управления режимом соединен с первым выходом логического блока управления, а также

20 регистр, вход управления которого подключен ко второму выходу логического блока управления, причем выход компенсатора соединен со нходом ком-. пенсации масштабирующего усилителя, g$ первый и второй выходы ключа соединены соответственно со входами кода блока алгебраического суммирования и компенсатора, выход полярности логического узла соотнетствия подключен ко входу управления полярностью компенсатора, третий выход и выход управления усилением логического блока управления подключены соответственно к управляющим входам ключа и масштабирующего усилителя, кроме того, выход знака приращения блока алгебраического суммирования соединен со входом знака приращения логического узла соответствия, выходы кода приращения блока алгебраическо®О го суммирования соединены со входами кода приращения цифроного индикатора, выходы числа блока алгебраического суммирования соединены со входами числа регистра,- а выходЫ числа реги45 стра подключены ко входам числа блока алгебраического суммирования.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5О 9337726, кл. G 01 R 19/26, 08.08.70. °

2. Авторское свидетельство СССР ,9219009, кл. Н 03 К 13/02, 27.11.67 (прототип).

Составитель В.Телегин

Редактор В.Сапирштейн Техред М.Келемеш Корректор Г.Решетник

Заказ 9278/41 Тираж 1019 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4