SU235201A1 - Цифровой интегрирующий вольтметр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназиачено дл  измерени  интегральных характеристик переменных напр жений произвольной формы в звуковом диапазоне частот и напр жений посто нного тока на фоне сильных гармонических помех.

Известны цифровые вольтметры, содержаш ,ие устройство сравнени  и подключенный к одному из его входов генератор опорного пилообразного напр жени , период которого много больше периода измер емого напр жени , а также последовательно соединенные генератор импульсов эталоиной частоты, ключевой элемент, двоично-дес тичный счетчик и отсчетное устройство.

Предложенный вольтметр в отличие от известиых снабжен усилителем-ограничителем и логическим блоком, а генератор опорного пилообразного напр жени  вынолнен двухпол рным и иодключен на вход усилител -ограничител , выход которого иодсоединен к одному ИЗ входов логического блока. К другому входу логического блока подключен выход устройства сравнени , на вход которого непосредственно подаетс  измер емое напр жение, а выходы логического блока подсоединены соответственно к унравл ющему входу ключевого элемента и сложени  л выч1 тани  реверсивного двоично-дес тичного счетчика , соединенного с отсчетным устройством.

Это позвол ет уменьшнть погрешность измерени  среднего значени  нанр жени  неременного тока в звуковом диапазоне частот и исключнть гармоннческую номеху при нзмерении напр жени  носто нного тока.

На фиг. I приведена функциональна  схема цнфрового вольтметра; на фиг. 2 - функциональна  схема логического блока; на фиг. 3 - временные диаграммы работы отдельных

узлов цнфрового вольтметра.

Вольтметр содержит устройство / сравнени , генератор 2 онорного нанр жени , тактовый генератор 3, задатчик 4 рода работы, усилитель-ограничитель 5, логический блок 6, генератор 7 имнульсов эталонной частоты, ключевой элемент 8, реверсивный двоично-дес тичный счетчик 9, отсчетиое устройство 10.

Цикл измерени  задаетс  тактовым генератором 3, Который занускает генератор 2 двухпол рного опорного пилообразного напр жени  (см. фиг. 3,а), а подключенный к выходу генератора опорного напр жени  усилительограничитель 5 формирует из пилообразного нанр жени  пр моугольные импульсы со

скважностью 2 (на фиг. 3,6 представлено напр жение с пр мого выхода усилител -ограничител  5, а на фиг. 3,6--с инверсного).

выдел ет временные интервалы А//, когда изMepnejMoe напр жение Uj больше или меньше текущего значени  опорного пилообразного нанр жени . На выходе устройства / сравнени  образуютс  пр моугольные импульсы, длительность которых равна указапиым временным интервалам (на фиг. 3,ж представлено напр жение на пр мом выходе устройства сравнени , а на фиг. 3,е - на инверсном).

Пр мые и инверсные выходы устройства / сравнени  и усилител -ограничител  5 подключены к двух.входовым логическим схемам «HI и «Н2 логического блока 6 (см. фнг. 2), а ВЫХОДЫ схем «РЬ и «Н2 - к логической схеме «НЛН, выход которой подсоединен к управл ющему входу ключевого элемента.

Вследствие этого ключевой элемент 8 открываетс  на моменты времени А/4 в течение которых абсолютное значение измер емого напр жени  (Ux) превышает абсолютное значение онорного напр жени  (фиг. 3,з).

Задатчик 4 рода работы своим пр мым выходом Z (см. фиг. 2) нодключен к логической схеме «Р1з логического блока 6, а инверсным Z - к схеме «РЦ того же блока. На вторые входы схем «Р1з и «РЦ подсоединен выход схемы «РЬ, а .выход схемы «Н4 - непосредственно к шине вычитаНИ  реверсивного счетчика . Выход схемы «Р1з через схему «НЛН2 подключен к шине сложени , на второй вход схемы «Р1ЛИ2 - выход схемы «Hi. Нозтолгу в режиме измерени  среднего по модулю значеии  в моменты времени Д/f оказываетс  открытой схема «Нз, а следовательно, и шина слеженн  «4- реверсивного счетчика 9, так что имнульсы, поступившие в это врем  с генератора 7, будут просуммиро.ваны в счетчике 9 (условно эта онераци  представлена на фнг. 3,а). Код числа, зафиксированного в счетчике к концу числа измерени , пропорционален среднему по модулю значению измер емого напр жени .

В режиме нзмерени  среднего «ли посто ниых напр жений открыта схема «Н4. РЬшульсы , поступнвшне с генератора 7 в течение А/г, приход щиес  на отрицательную полуволну опорного напр жени , вычитаютс , так как открыта шина вычитани  Р( «- 9 реверсивного счетчика, а нриход щиес  на положительную нолуволну онорного наир жени  складываютс , потому что открыта шина сложени  К «-f- 9. Данные операции условно представлены на фиг. 3,и и к.

Таким образом, к концу цикла измерени  в счетчике 9 будет зафиксирован код числа, пропорционального среднему значению переменного напр жени  или значению посто нного напр жени , при этом исключаетс  гармоническа  помеха.

Вывод измеренного значени  на отсчетное устройство 10 производитс  с помощью триггера знака счетчика 9 и группы логических схем «Н-Р1ЛН, включенных на входе отсчетного устройства, которые в случае знака «-{- передают на выход устройства 10 код числа с пр мых выходов триггеров счетчика 9, а в случае знака «- - с инверсных.

Предмет изобретени 

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий устройство сравнени  и подключенный к одному из его входов генератор опорного

нилообразного напр жени , период которого много больше периода измер емого напр ЛСени , а также последовательно соединенные генератор и.мпульсО|В эталонной частоты, ключевой элемент, двоично-дес тичный счетчик и

отсчетное устройство, отличающийс  тем, что, с -целью у.меньшени  погрешности нзмерени  среднего значени  напр жени  переменного тока в звуково.м диапазоне частот и исключени  гармонической помехи при измерении папр жени  посто нного тока, он снабжен усилителем-ограничителем н логически.м блоком, а генератор онорного пилообразного напр жени  выполнен двухпол рным и подключен на вход усилител -ограничител , выход которого

подсоединен к одному из входов логического блока, к другому входу которого подключен выход устройства сравнени , на вход которого непосредственно нодаетс  измер емое напр жение , а выходы логического блока подключены соответственно к управл ющему входу ключевого элемента и шипам сложени  и вычитани  реверсивного двоично-дес тичного счетчика, соединенного с отсчетным устройством .

i. .

f-aa 2