Устройство время-импульсного преобразования

 

0 П И С.А Н И Е ш З!57

ИЗОБР ЕТ ЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.78 (21) 2565658/18-21 (51) М. Кл.

Н 03К 13/00 с присоединением заявки Ао

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04,80. Бюллетень М 16 (53) УДК 621.31?.76 (088.8) ло делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (72) Авторы изобретения

Ю. Л. Маркозеи и А. В. Волков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к время-импульсным измерительным цифровым устройствам, и предназначено для использования в цифровых измерительных приборах.

Известны интегрирующие время-импульсные преобразователи напряжения постоянного тока в цифровой код (1).

Недостатком преобразователей является недостаточная точность.

Наиболее близкое к изобретению по технической сущности — устройство, содержащее блок управления и синхронизации, переключатели входных напряжений, вентиль, генератор импульсов, счетчик импульсов, блок выделения нулевого напряжения и интегратор постоянного тока (21.

Это устройство, как и подавляющее большинство устройств время-импульсного преобразования, строится по разомкнутой структурной схеме, поэтому погрешности отдельных блоков полностью входят в результат измерения. Это придает особо важное значение использованию в таких устройствах различных структурных методов уменьшения погрешностей. Наиболее часто в устройствах время-импульсного преобразования применяют коррекцию погрешности от зоны нечувствительности и изменения порогового напряжения блока выделения нулевого напряжения. Однако такая коррекция позволяет лишь снизить величину погрешности, но не устраняет ее полностью.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления и синхронизации, первый выход которого подключен к управляющему входу переключа10 теля входного напряжения, второй выход блока управления и синхронизации соединен с первым входом переключателя эталонного напряжения п первым входом вентиля, выход которого подключен к входу счетчи15 ка, в него введены преобразователь напряжения в частоту, реверсивный счетчик и многовходовый логический элемент И, выход которого соединен с вторыми входами переключателя эталонного напряжения и

20 вентиля, выходы переключателей входного и эталонного напряжений через преобразователь напряжения в частоту подключены к третьему входу вентиля и входу реверсивного счетчика, выходы которого соединены

25 с входами многовходового логического элемента И.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство время-импульсного преобра30 зователя содержит переключатель 1 вход731577 ного напряжения, переключатель 2 эталонного напряжения, выходы которых подключены к входу преобразователя 3 напряжения в частоту, выход которого подключен к входу реверсивного счетчика 4 и входу вентиля 5, входы многовходового логическо-о элемента И б подключены к инверсным выходам реверсивного счетчика, а выход — к третьему входу вентиля и к переключателю эталонного напряжения, счетчик 7, подклю- 10 ченный к выходу вентиля, и олок 8 упразления и синхронизации.

В исходном состоянии переключатели 1 и 2 разомкнуты, вентиль 5 закрыт, реверсивный счетчик 4 и счетчик 7 находятся в 15 нулевом состоянии, причем реверсивный счетчик 4 включен в режим суммирования.

Работа устройства разбивается на два такта. В nepaox TaKxe c началом iraiiiepeiznsr по команде блока 8 управления и синхрони- 20 зации измеряемое напряжение U через переключатель 1 подключается на вход преобразователя 3 на время интегрирования

1,.„„.. С выхода преобразователя 3 сигналы частоты f = КЬ,-, где К вЂ” коэффициент 25 преобразования преобразователя 3, поступают на реверсивный счетчик 4, включенный в режим суммирования. В общем случае при измерении напряжения произвольной формы U(tj число импульсов, записан- 30 ное в реверсивном счетчике

У К U,.(t)di.

35

При измерении напряжения постоянного тока число импульсов

Хшт = Ж-7х ин..

На втором такте работы по команде блока 8 управления и синхронизации переклю- чатель 1 отключается, а через переключатель 2 на вход преобразователя 3 подключается эталонное напряжение Up, реверсивный счетчик 4 переключается в режим вы- 45 читания, вентиль 5 открывается. Сигналы с выхода преобразователя 3 частоты fp=ÊUp поступают на вход реверсивного счетчика 4 и через открытый вентиль 5 счетчика 7. При обнулении реверсивного счетчика в резуль- 50 тате просчета числа импульсов У.„= lV»«, срабатывает логический элемент И б, закрывая переключатель 2 и вентиль 5. В результате в счетчике 7 будет записано число

+x = К 7х инт..

Логическая формула, описывающая работу логического элемента, в настоящем устройстве ймеет вид

П

Z= Да,, ! 1 где Z — выходное значение логического элемента И б; 65

4 а; — инверсное значение i-го разряда реверсивного счетчика.

В исходно и состоянии Q., = 1 il Л = 1. В первом i à"iiòå работы при поступлении первого импульса на реверсивпый счетчик а, = О и Z = О. По окончании второго такта работы прп обнулении реверсивного счетчика в результате просчета М, = У„„, IM пульсов а; = 1 и Z = ). Таким образом, осуществляется четкая фиксация момента окончания измерения.

Использование преобразователя напряжения в частоту реверсивного счетчика и многовходового логического элемента И выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как повышение точности устройства обеспечивается за счет устранения такого источника погрешности, как погрешность от зонь. нечувствительности и нестабильности порога срабатывания блока выделения нулевого напряжения. При этом снимаются такие требования к важнейшему узлу цифрового измерения — блоку выделения нулевого напряжения, — определяющему точность, быстродействие и надежность всего устройства, как высокая чувствительность, большое входное сопротивление, минимальное время срабатывания. Кроме того, исключается необходимость в генераторе опорной частоты, а все устройство может быть практически полностью выполнено на базе цифровых интегральных микросхем.

Формула изобретения

Устройство время-импульсного преобразования, содержащее блок управления и синхронизации, первый выход которого подключен к управляющему входу переключателя входного напря кения, второй выход блока управления и синхронизации соединен с первым входом переключателя эталонного напряжения и первым входом вентиля, выход которого подключен к входу счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены преобразователь напряжения в частоту, реверсивный счетчик и многовходовый логический элемент И, выход которого соединен с вторыми входами переключателя эталонного напряжения и вентиля, выходы переключателей входного и эталонного напряжений через преобразователь напряжения в частоту подключены к третьему входу вентиля и входу реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами многовходового логического элемента И.

Источники информации, принятые во íèìàíèå при экспертизе

1. Шляндин В. М. Цифровые измерительные приборы. М., «Энергия», 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

K 132863, кл. G 01G 1/18, 19бО.

731577

Составитель Л. Плетнева

Техред В. Серикова

Корректор А. Галахова

Редактор Е. Караулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 753/7 Изд. № 281 Тираж 995 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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