Цифровой вольтметр
Союз Советских
Социалистическик
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
< >845281
Ф
"li
1
/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 090779 (21) 2790225/18-21 (53)М К 3
Н 03 К 13/17 с присоединением заявки М—
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 070781, Бюллетень М 25 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 07.07.81 (72) Авторы изобретения
Г.Г. Воробьев, Н.Г. Сидоров и Ю.A Жуков :
Куйбышевское специальное конструкторское бюро Московского научно-производственного объединения по автоматизациИ нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности
"Нефтехимавтоматика" (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР
Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой цифровой вольтметр, выполненный на базе следящего аналого-цифрового преобразователя.
Изобретение может быть использовано для измерения аналоговых величин таких как давление, усилие, температура и -.ï., информация о которых представлена напряжением постоян10 ного ток а.
Известен цифровой вольтметр, содержащий генератор тактовых импульсов, основной и вспомогательный реверсивные счетчики, цифроаналоговый преоб- 15 разователь, дешифратор, триггер компаратор, логические элементы (1).
Однако с его помощью нельзя определять максимальные и минимальные значения преобразуемого сигнала. 20
Известен цифровой вольтметр, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов, первый реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, регистр памяти, входы которого через коммутатор соединены с выходами первого реверсивного счетчика, входы слбжения и вычитания которого подключены соответственно к инверсному 30 и прямому выходам компаратора, второй реверсивный счетчик, выходы которого через определитель нулевого состояния соединены с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, триггер (2).
Это устройство определяет только максимумы преобразуемого сигнала, а не экстремальные максимальные и минимальные значения преобразуемого сигнала.
Цель изобретения -.определение экстремальных значений преобразуемого сигнала.
Достигается это тем, что в цифровой вольтметр, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов, первый реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, регистр памяти, входы которого через коммутатор соединены с выходами первого реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого подключены соответственно к инверсному и прямому выходам ко.лпаратора, второй реверсивный счетчик, выходы которого через определитель нулевого состояния соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход ко845281 торого подключен к выходу генератора импульсов, триггер, введены два одновибратора, два элемента ИЛИ, четыре ключа, причем прямой выход компаратора через первый и второй ключи соединен с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых через третий и четвертый ключи подключены к инверсному выходу компаратора, выход первого элемента ИЛИ соединен с третьим входом элемента И-НЕ и входом вычитания второго реверсивного счетчика, вход сложения которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход— через первый одновибратор к входу триггера, прямой выход которого соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключа, инверсный — с управляющими входами первого .и второго ключа, первый вход элемента И-НЕ через второй одновибратор подключен к управляющему входу коммутатора.
Устройство состоит из генератора импульсов 1, выход которого подключен к входу первого 2 и через элемент И-НЕ 3 к второму 4 реверсивным счетчикам. Выходы разрядов реверсивного счетчика 2 подключены через цифроаналоговый преобразователь 5 к компаратору б, а через коммутатор
7 — к регистру памяти 8. Прямой "0" и инверсный "1" выходы компаратора 6 подключены соответственно к двум парам ключей 9, 10 и 11, 12. Выходы ключей 11 и 9 объединены элементом
ИЛИ 13, а выходы ключей 10 и 12 объединены элементогл ИЛИ 14. Выход элемента 13 подключен к шине "вычитание" реверсивного счетчика 4 и к входу элемента И-НЕ 3. Выход элемента 14 подключен к шине "сложение" реверсивного счетчика 4. Выходы разрядов ре— нерсивного счетчика 4 подключены к определителю 15 нулевого состояния счетчика 4. Выход определителя 15 подключен к входу элемента И-НЕ 3 и через одновибратор 16 — к коммутатору 7. Выход переполнения реверсинного счетчика 4 подключен через одновибратор 17 к триггеру 18. Прямой
"0" и инверсный "1" выходы триггера
18 подсоединены к парам ключей 9, 12 и 10, 11 при Ux >r U цс,„(U ц с,„— напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя).
Работа устройства происходит следующим образом. На фиг. 1 приведено исходное состояние, при котором оба реверсивных счетчика 2 и 4 установлены в ноль, закрыт элемент И-НЕ 3. Потенциал "1" на инверсном выходе триггера 18 говорит о знаке первого определяеглого экстремума (максимум ) .
На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового вольтметра, на фиг. 2 диаграммы напряжений, поясняющие его работу.
По команде "Пуск" снимается блокирующий сигнал с шины установки нуля (уст. "0") реверсивного счетчика
2, на вход которого начинают поступать иглпульсы генератора 1. Допустим, что пуск совпал с началом роста напряжения исследуемой функции О> . Первый же счетный импульс, поступающий на вход реверсивного счетчика 2 вызовет появление первой ступеньки на выходе цифроаналогового преобразователя 5, величина напряжения которой превысит значение функции U>< в этот начальный момент. Компаратор б изменит свое состояние на обратное. Появление "0" на его инверсном выходе вызовет появление "0" и на выходе элемента ИЛИ 13.
Одновременно "1" с прямого выхода компаратора б через элемент ИЛИ 14 дает разрешение на "сложение" для счетчика 4 и разрешение на "вычитание" для счетчика 2. Следующий счетный импульс вычтется из счетчика 2 и запишется в счетчике 4. Списывание импульса в счетчике 2 вызовет возврат компаратора б н исходное состояние и смену сиг— налов разрешения на шинах "сложение" и "вычитание" обоих счетчиков. Запись импульса в счетчике 4 вызовет срабатывание определителя 15, запуск одновибратора 16, открытие коммутатора
7 и перепись в регистр 8 показаний счетчика. В данный (начальный момент) эти показания равны нулю. Следующий третий по счету импульс с генератора 1 запишется н счетчике 2 и обнулит (вычтется единица) счетчик 4.
Определитель 15 примет свое исходное состояние (одновибратор 16 при этом не срабатывает) . Если запись этого импульса в счетчике 2 не вызвала срабатывание компаратора 6 (напряжение Ux за это время выросло на величину, большую, чем ступенька ЦАП), то н счетчике 2 запишется и следующий четвертый импульс генератора 1 и т.д.
Работа будет продолжаться, причем, первый реверсинный счетчик непрерывно работает н следящем режиме. Число, записанное в нем на любой момент времени, в цифровом виде отображает величину исследуемой функции Ux . Состо-. яние второго реверсивного счетчика 4 можно (до времени t, по диаграмме фиг. 2) принять равным нулевому. Начиная с момента „ (момент первого максимума — точка перегиба) иэ реверсивного счетчика 2 импульсы начнут вычитаться, а в счетчике 4 это же количество импульсов будет записываться. Первый такой импульс вызовет срабатывание определителя 15, срабатывание одновибратора 16 и перепись показаний счетчика 2 (значение первого максимума) в регистр 8. По мере падения значения функции .Uy счетчик 4 продолжает запись импульсов, которые вычитаются из счетчика 2. Емкость счетчика 4 определяет в пересчете
845281 на аналоговую величину для цифроаналогового преобразователя 5 то контрольное напряжение а U, когда можно твердо заключить, что пик пройден и идет снижение значений функции Ох.
Импульс переполнения (обнуления) счетчика 4 вызовет появление сигнала "перепись", т.е. команды, по которой из регистра 8 можно списывать хранящееся
1 там (в цифровом виде) значение перого максимума. После небольшой задержки, вызванной срабатыванием одновибратора 17, что необходимо для уверенного съема информации с регистра 8, сработает триггер 18. Изменение состояние триггера 18 (появление "1" на его прямом выходе) гово- 15 рит о том, что теперь устройство определяет значение минимума функции.
Работа далее идентична, как и в случае определения максимума функции, только теперь уже вместо увеличения Щ числа в счетчике 2 идет уменьшение числа в этом счетчике. В счетчике 4 до времени практически поддержиВ вается нулевое состояние, так как почти постоянно присутствует "1" на шине "вычитания" как счетчика 2, так и счетчика 4. Этот потенциал ("1") через ключ 9 и элемент ИЛИ 13 поддерживает в закрытом состоянии элемент
И-НЕ 3.
Формула изобретения
Цифровой вольтметр, содержащий соединенные последовательно генератор З импульсов, первый реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, регистр памяти, входы которого через коммутатор соединены с выходами первого реверсивного счетчика, вхбды сложения и вычитания которого подключены соответственно к инверсному и прямому выходам компаратора, второй реверсивный счетчик, выходы которого через определитель нулевого состояния соединены с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу генера-( тора импульсов, триггер, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью определения экстремальных значений преобразуемого сигнала, в него введены два одновибратора, два элемента
ИЛИ, четыре ключа, причем прямой выход компаратора через первый и второй ключи соединен с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых через третий и четвертый ключи подключены к инверсному выходу компаратора, выход первого элемента
ИЛИ соединен с третьим входом элемента И-НЕ и входом вычитания второго реверсивного счетчика, .вход сложения которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход через первый одновибратор к входу триггера, прямой выход которого соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключа, инверсный — с управляющими входами первого и второго ключей, первый вход элемента И-НЕ через второй одновибратор подключен к управляющему входу коммутатора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 546099, кл. H 03 К 13/17, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР
Ьо заявке 9 2б81619/21, кл. Н 03 К 13/17, 1978 (прототип).
845281
Составитель В. Иахнанов
Техред А, Бабинец Корректор О. Билак
Редактор Е. Гончар
Эаказ 4209/б Тираж 988 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
