Цифровой измеритель отрицательных приращений аналогового сигнала

 

Союз Советсиин

Социапистическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и В55990 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 23.07.79 (21) 2801099/18-21 (5! )М. Кд. с присоединением заявки И

Н 03 К I3/02

9кударатеанный каатнтвт ссср но делам наебретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.81 ° Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 25.08.81 (53) УДК681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения! !

В.С.Зарицкий и В.Ю.Аргов т тл

Ленинградский ордена Трудового Красного Зттамени сельскохозяйственный институт

--=. 1 (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗЗПРИТЕЛЬ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ

ПРИРАЩЕН16! АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения разности между двумя последовательными значениями контролируемого сигнала.

Известно устройство для сравнения амплитуд электрических сигналов, которое предназначено для сравнения уровней двух сигналов, одновременно подающихся на входы устройства, и тб не способно контролировать изменение сигнала во времени fI ).

Известен также цифровой измеритель приращения напряжения, работа которого основана на нормировании контролируемого сигнала 01 (1„ ) по знаку и уровню с помощью управляемого инвертора и нормализующего делителя с переменным коэффициентом деления и запоминания нормализованного сигнала в цифровом виде. Причем коэффициент деления 10 нормализуюИ щего делителя кратен 10 и автоматически выбирается минимальным из

2 условия 1 7 0 (й )/!Ото, U=0,1,2,...ê.

При подаче на вхоц измерителя нового значения контролируемого сигнала U>(t ) процесс нормализации повторяется с прежним коэффициентом деления, если I или с другим, большим коэффициентом, для которого удовлетворяется последнее неравенство. В этом случае запомненное зна ение нормализованного сигнала подвергается дополнительной нормировке.

Таким образом„ и итоге о6а значения контролируемого сигнала всегда оказываются нормированы одинаковым весовым коэффициентом 1Отт.

Сигнал U (t )/! 0" сравнивается тт в куль-органе с суммой 01с(1;1)/1О:

1Ь0„ где 41! — сигнал компенсатораь меняющийся до тех пор, пока указанная сумма не становится равной

Uy(tg)/10 таким образом:

+ () (М4) (.!х(Щ I0" !Ои

3 8559

После окончания измерения устройство управления высвечивает на индикаторном блоке знак, коэффициент деления 10 и сигнал 40, произведение которых соответствует с точностью дискретизации абсолютной величине разности измеренных значений контролируемого сигнала. Это устройство измеряет абсолютную величину разности двух последователь- щ ных значений контролируемого сигнала и не позволяет автоматически определять относительную величину контролируемого приращения сигнала.

Эта приводит к необходимости производить дополнительные расчеты на основании формулы где Х вЂ” первоначальное значение контролируемого сигнала, ЬХ вЂ” абсолютная разность двух значений сигналов, определяемая измерителем (2 1 .

Недостаток этого устройства— низкое быстродействие, так как наличие ручных расчетов приводит к увеличению вероятности ошибок, связанных с утомлением Оператора а также а не позволяет создать полностью автоматизированных линий или приборов, где относительно приращение сигнала является промежуточной информацией, 35

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, чта в цифровой измеритель отрицательных приращений аналоговых сигналов, содержащий блок индикации, нульорган, выкод которого соединен са входом блока управления первый выход последнего соединен со входом компенсатора, введены генератор тактовых 4> импульсов, ключ, блок запоминания уровня, компенсатор, реверсивный счетчик и коммутатор, первый вход которага соединен с шиной входного сигнала и первым входам нуль-органа, второй вход соединен со вторым выходом блока управления, а выход подключен к первому входу блока запоминания уровня, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управ-, ления, а выход соединен с управляющим входом кампенсатара„ импульсный вход которого подключен ко входу вычитания реверсивного счетчика и через ключ подключен к генератору тактовых импульсов,, при этом выход соединен со вторым входом нуль-органа, причем четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом ключа, а пятый выход, подключен через реверсивный счетчик к блоку индикациие

На чертеже предстаьлена блок-схема цифрового измерителя отрицательных приращений аналогового сигнала.

Цифровой измеритель содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок

2 индикации, реверсивный счетчик 3, компенсатор 4 с управляющим входом

5 и импульсным входам 6, ключ 7, нуль-орган 8, коммутатор 9, блок

10 управления, блок 11 запоминания уровня.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом о ереднога цикла измерения блок 10 управления абнуляет блок 11 запоминания уровня и компенсатар 4, запирает ключ 7 и записывает в реверсивный счетчик 3 числа 100. При подаче. на вход измерителя первоначального значения контролируемого сигнала 0 (t ) блок 10 упраьления замыкает коммутатор 9 и блок 11 запоминания уровня запаминаег сигнал U>(t< ) и сохраняет его до конца цикла измерения. Одновременно на выходе блока 11, подключеином к управляющему входу 5 кампенсатара 4, появляется напряжение, равное запомненному, и блок 10 управления вновь размыкает коммутатор 9.

В момент следующего опроса контролируемага сигнала блок 10 управления открывает ключ 7 и тактавыв импульсы поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 3, а также на импульсный вход 6 компенсатара 4, вырабатывающего ступенчато увеличивающееся напряжение, величина каждой ступени которого равна 0,01 ат напряжения„ предлагаемого к управляющему входу 5 кампенсатара 4. Компенпатор может быть выполнен, например, в виде счетчика, работающего в коде 1-2-4-2, и связанного с ним цифроаналогового преобразователя, выполненного на основе электронных ключей и резистивной матрицы с весами сопротивления 4-2-1-2.

В момент, когда ступенчато нарастающее напряжение, сравниваемое

855990

Формула изобретения

1. Авторское свидетельство СССР и - 230516, кл. Н 03 К 13/02, 16. 11.67.

2 ° Авторское свидетельство СССР

11- 219009, кл. G О! К 19/12, 27.11.67»

5 в нуль-органе 8 с контролируемым сигналом 01 фtg) превышает последний, нуль-орган 8 срабатывает, и блок

10 управления закрывает ключ 7, прерывая тем самым поступление тактовых импульсов на компенсатор 4 и реверсивный счетчик 3. При этом число, оставшееся после вычитания в реверсивном счетчике, равно величине отрицательного приращения контролируемого сигнала, выраженной в процентах от первоначального уровня сигнала.

При необходимости можно повысить точность определения относительной д величины приращения путем увеличения количества разрядов реверсивного счетчика и числа десятичных декад компенсатора, что позволяет производить измерения с точностью до десятых, сотых и т.д. долей процента.

Б качестве блока запоминания. уровня можно использовать, например, любой цифроаналоговый преобразова- 25 тель с достаточно мелким шагом дис кретизации или блок, основанный на запоминающей емкости и транзисторной схеме с большим входным сопротивлением. Блок управления может быть ЭО выполнен, например, на основе триггера и трех мультивибраторов, .последовательно задающих режим работы устройства.

Предлагаемый измеритель отличает,ся от известных простотой и возможностью измерять и регистрировать любые ртрицательные приращения контролируемого сигнала в процентах от исходного значения. 40

Устройство может быть использовано в заводских стендах для контроля напряжения источников питания, снижающегося при увеличении нагрузки, поскольку существует необходимость 4 определять нагрузсчную способность источников при различных уровнях выходного напряжения.

Предлагаемый измеритель может быть также. использован при расчете влажности материалов по соотношению весов влажного и высушенного материала, контроле качества сосковой резины и т.д.

Цифровой измеритель отрицательных приращений аналогового сигнала, содержащий блок индикации, нуль-орган, выход которого соединен со входом блока управления, первый выхоц последнего соединен со входом компенсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены генератор тактовых импульсов, . ключ, блок запоминания уровня, компенсатор, реверсивный счетчик и коммутатор, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала и первым входом нуль-органа, второй вход соединен со вторым выходом блока управления, а выход подключен к первому входу блока запоминания уровня, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, а выход соединен с управляющим входом компенсатора, импульсный вход которого подключен ко входу вычитания реверсивного счетчика и через ключ подключен к генератору тактовых импульсс;, при этом выход соединен со вторым входом нульоргана, причем четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом ключа, а пятый выход подключен через реверсивный счетчик к блоку индикации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Редактор И,Касарда

Составителв Л.Беляева

Техред М Рейвес Корректор М. Коста

Заказ 964/85 Тираж 988 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4