Устройство для автоматического выбора предела измерения

Устройство для автоматического выбора предела измерения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройства, а вьтод соединен с входом аналого-цифрового преобразователя , выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора верхнего значения диапазона и дешифратора нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к источнику тактовой частоты , а выходы соединены с входами соответственно обратного и прямого счета реверсивного счетчика импульсов , выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены-к управляющим входам масштабирующего блока, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и надежности в работе, в него введены блок сравнения, элемент ИЛИ, третий элемент И, дешифратор старшего предела и дешифратор младшего предела, причем вход блока сравнения соединен с выходом масштабирующего блока, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выхо (Л дом дешифратора верхнего значения диапазона, а выход - с первым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом дешифратора старшего предела, инверсный, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а входы с выходами реверсивного счетчика импульсов и входами дешифратора младьо to шего предела, инверсньй выход которого соединен с третьим входом первосо го элемента И, выход третьего элеменьэ та И подключен к выходной клемме Перегрузка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(. НИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) С 01 R 15/08

ГОСЗЩМФТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОИ,"НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф :. ™ . (11Щрр д

t !!

f, ИБЛИО," gp (21) 3583831/18-21 (22) 25.04.83 (46) 07.09.84. Бюл. Р 33 (72) И.M.Âèøåí÷óê, Н.Г.Гитшов, О.О.Каганов, А.П.Конопкин, P.R.Курдьщык и А.И.Холоша (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.317.789(088.8) (56) 1. Прянишников В.А. Инвертирующие цифровые вольтметры постоянного тока. Л. "Энергия", 1976, с. 204, рис. 4 -41.

2, Коломиец О.M., Прошин Е.М. Автоматический выбор диапазона измерений в цифровых приборах. N. "Энергия", 1980, с. 91-92, рис. 44. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора верхнего значения диапазона и дешифратора нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к источнику тактовой частоты, а выходы соединены с входами соответственно обратного и прямого счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены.к управляющим входам масштабирующего блока, о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпнения точности и надежности в работе, в него введены блок сравнения, элемент ИЛИ, третий элемент И, дешифратор старшего предела и дешифратор младшего предела, причем вход блока сравнения соединен с выходом масштабнрующего блока, а выход — с первым входом элемента ИЛИ, Я второй вход которого соединен с выходом дешифратора верхнего значения диапазона, а выход — с первым входом уавю второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом дешифратора старшего предела, инверсный выход Kotoj;îãî соединен с третьим входом второго элемента И, а входы— с выходами реверсивного счетчика импульсов и входами дешифратора младшего предела, инверсный выход кото! рого соединен с третьим входом перво-, го элемента И, выход третьего элемента И подключен к выходной клемме

"Перегрузка".

11! 2292

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в многопредельных интегрирующих вольтметрах постоянного тока.

Известно устройство для автоматического выбора предела измерения интегрирующего цифрового вольтметра, содержащее последовательно соединенные входной блок, блок сравнения,. блок управления и блок переключения пределов измерения, выход которого подключен к управляющему входу входного блока, информационный вход которого подключен к входной клемме уст- ° ройства, к второму входу блока сравнения подключен источник опорного напряжения j1) .

Недостаток данного устройства— низкая надежность, обусловленная тем, что при наличии значительного уровня помех на вход блока сравнения через входной блок поступает сумма помехи и полезного сигнала, затрудняя правильный выбор предела измерения, а так как при измерениях малых напряжений уровень помехи может в несколько десятков раз превосходить уровень сигнала, высокоточные измерения оказываются невозможными.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического выбора предела измерения, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройст- 35 ва, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратороВ верхнего и нижнего значений диапазона, выходы 40 которых соединены с первыми входами соответственнб второго и первого элементов И, вторые входы которых подключены к источнику тактовой частоты, а выходы соответственно к вхо- 45 дам прямого и обратного счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены к управляющим входам 50 масштабирующего блока (2$ .

Недостатками известного устройства являются невысокие точность и надежность в работе в условиях значительного уровня помех, когда сумма полезного сигнала и помехи превышает пределы линейного участка передаточ- . ной характеристики масштабирующего блока, вследствие чего на его выходе формируется помеха в виде постоянной составляющей, грубо искажающая результат измерения. Недостатком устройства является и то, что при подаче на его вход напряжений, больших верхнего предела измерения или меньших нижнего, процесс выбора предела может зациклиться, при этом информация о перегрузках на входе — выходе устройства отсутствует, что также понижает надежность в работе.

Цель изобретения — повышение точности и надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического выбора предела измерения, содержащее масштабирующий блок, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора верхнего значения диапазона и дешифратора нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к источнику тактовой частоты, а выходы соединены с входами соответственно обратного и прямого счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора пределов измерения, выходы которого подключены к управляющим входам масштабирующего блока, введены блок сравнения, элемент ИЛИ, третий элемент И, дешифратор старшего предела и дешифратор младшего предела, причем вход блока сравнения соединен с выходом масштабирующего блока, а выход — с первым входом элемента.ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора верхнего значения диапазона, а выход— с первым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом дешифратора старшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а входы — с выходами реверсивндго счетчика импульсов и входами дешифратора младшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход третьего элемента И подключен к выходной клемме Перегрузка

11122

На чертеже представлена блок-схе- .

I ма предлагаемого устройства.

Устройство для автоматического выбора предела измерения содержит масштабирующий блок 1, выход которого соединен с входом интегрирующего аналого-цифрового преобразователя 2 и входом блока 3 сравнения. выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 4 элемент И 5, выход 1О которого подключен к выходной клемме

"Перегрузка, выходы аналого-цифрового преобразователя 2 соединены с входами дешифратора 6 верхнего значения диапазона и дешифратора 7 нижнего значения диапазона, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 8, второй вход которого подключен к источнику тактовой частоты (4-т) и второму входу второго элемента И 9, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4 и первым входом третьего элемента И 5, а выход — с входом прямого счета реверсивного счетчика 10 импульсов, вход обратного счета которого соединен с выходом элемента И 8, а выходы — с входами дешифратора 11 пределов измерения, дешифратора 12 старшего предела и дешифратора 13 младшего предела, инверсный выход которого соединен с третьим входом элемента

И 8, инверсный выход дешифратора 12 соединен с третьим входом элемента

И 9, а прямой выход — с вторым входом

35 элемента И 5, выходы дешифратора 11 соединены с управляющими входами масштабирующего блока 1, выход дешифратора 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ 4.

Блок 3 сравнения может быть выполнен на двух аналоговых компараторах, первые входы которых объединены и являются входом блока, а вторые входы подключены к двум источникам

45 опорного напряжений соответственно положительной и отрицательной полярности, задающим пределы линейной час" ти передаточной характеристики масштабирующего блока 1, при этом выходы 5О комлараторов объединены по схеме ИЛИ.

Масштабирующий блок 1 может быть .

Ф выполнен на основе усилителя постоянного тока с регулируемым делителем напряжения в цепи обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

92 4

Измеряемый сигнал 0» поступает на вход масштабирующего блока 1, коэффициент передачи которого изменяется переключением делителя напряжения обратной связи с помощью коммутирующих элементов, управление которыми осуществляется с выходов дешифратора

11 пределов измерения. С выхода блока 1 сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2 и вход блока 3 сравнения, на выходе которого формируется сигнал логического нуля, если сигнал на выходе блока 1 находится в пределах линейной части его передаточной характеристики, или сигнал логической единицы в . противном случае ° !

Код результата аналого-цифрового преобразования с выхода преобразователя 2 поступает на входы дешифраторов б и 7. Лешифратор 6 верхнего значения диапазона аналого-цифрового преобразователя формирует сигнал логической единицы, если результат преобразования превышает верхнее значение диапазона, при этом через элемент

ИЛИ 4 указанный сигнал поступает на первый вход элемента И 9, разрешая прохождение очередного импульса с источника тактовой частоты fT, равной частоте циклов преобразования аналого-цифрового преобразователя 2, на вход прямого счета реверсивного счетчика 10. Счетчик 10 посредством дешифратора 11 пределов измерения переключает измерения в масштабирующем блоке 1 на более грубый. Описанный процесс продолжается до тех лор, пока результат преобразования не окажется меньше верхнего значения диапазона преобразователя 2. Если при этом на выходе блока 3 сравнения находится сигнал логического нуля, то процесс выбора предела измерения завершается, если же сигнал логической единицы, а это означает, что измеряемый сигнал превышает пределы линейной части передаточной характеристики блока 1, то сигнал логической единицы через элемент ИЛИ 4 поступает на первый вход элемента И 9, и очередной импульс тактовой частоты переключает реверсивный счетчик 10, который посредством дешифратора 11 устанавливает в блоке 1 более грубый предел измерения, что исключает искажение сигнала масштабирующим блоком 1.

1112292 щцщдИ Заказ 6452/30 Тираж 710 go ucaoe

Ю

Дешифратор 7 нижнего значения диапазона аналого-цифрового преобразователя формирует сигнал логической единицы, если результат преобразования окажется меньше нижнего значения 5 диапазона, что приводит к переключению блока 1 в сторону увеличения чувствительности. Сигнал логической единицы на выходе дешифратора 7 разрешает прохождение очередного импуль- 1О са тактовой частоты через элемент

И 8 на вход обратного счета счетчика 10, который начинает переключать пределы измерения в сторону увеличе- ° ния чувствительности до тех пор, по.ка результат преобразования не окажется больше нижнего значения диапазона аналого-gHApoaoro преобразователя 2. Если при этом счетчик 10, а следовательно, и масштабирующий блок 1 переключаются на самый младший предел измерения, то на инверсном выходе дешифратора 13 младшего предела появляется сигнал логического нуля, импульс тактовой частоты уже не проходит через элемент И 8 на вход реверсивного счетчика 10 и процесс выбора предела измерения заканчивается.

Если при переключении в сторону эагрубления чувствительности счетчик

10 окажется в состоянии, соответствующем самому грубому пределу измерения, то на инверсном выходе дешифратора 12 появляется сигнал логичес- ° кого нуля, и процесс выбора предела измерения также завершается. Если при этом на выходе дешифратора 6 на.ходится сигнал логической единицы, что означает превышение верхнего значения диапазона аналого-цифрового преобразователя 2, или сигнал логической единицы оказывается на выходе блока 3 сравнения, что означает превышение гредела линейной части передаточной характеристики масштабирующего блока 1, то на выходе элемента И 5 формируется сигнал "Перегрузте ка, по которому следует принять меры для снижения уровня сигнала на входе измерительного устройства, а результат измерения игнорировать.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет при измерениях в условиях значительного уровня помех повысить точность и надежность в работе.