Цифровой измерительный прибор

Цифровой измерительный прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 543876

Г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.75 (21) 2198619/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.01.77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 18.05.77 (5I) M. Кл. (01 Я 15/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иеаоретений н открытий (53) УДК 621 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Катков, В. B. Кипаренко, М. Л. Рябоконь, М. П. Сложеникин и Г. С. Долгополов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в цифровых приборах автоматических систем контроля.

Известны цифровые измерительные приборы, содержащие счетчики импульсов, триггеры, элементы И, в которых перекжочение пределов измерения осуществляется автоматически $1) .

Однако они обладают малой надежностью i0 работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой измерительный прибор, содержащий счетчики импульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И, блок эта-15 лонных элементов, индикатор пределов измерения и преобразователь код-напряжение, который выбирает предел измерения автоматически до тех пор, пока выходное напряжение блока эталонных элементов не выйдет за преде-20 лы выбранного диапазона измерения f2).

Однако он имеет малое быстродействие, Белью изобретения является сокращение времени выбора и переключение пределов измерения. 25

Это достигается тем, что в цифровой измерительный прибор, содержащий четыре счетчика импульсов, выходы которых соединены с входами преобразователя код-напряжение, пять триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами блока эталонных элементов индикатора пределов измерения и элемента ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы второго триггера соединечы с выходами второго и третьего элементов И, первый и второй входы третьего триггера соединены с выходами четвертого и пятого элементов И, первый и второй входы четвертого триггера соединены с выходами шестого и седьмого элементов И, первый вход пятого триггера соединен с выходом восьмого элемента И, первые входы второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И соединены с выходом инвертора, а первые входы первого, третьего, пятого и седьмого элементов И соединены со входом инвертора, введены резистор сдвига, линия задержки, сравнивающее устройство, устройство управления, узел выборочного сбро543876 са, управляемый переключатель, генератор импульсов, компаратор, причем первый вход устройства управления соединен с клеммой

"пуск", второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым входом регистра сдвига, третий вход соединен с выходом генератора импульсов, с первым входом сравниваюшего устройства и с первым выходом управляемого переключателя, первый выход устройства управления соединен со вторым вхо- 10 дом регистра сдвига, второй выход соединен со входом управляемого переключателя, четвер тый вход устройства управления соединен с третьим входом регистра сдвига, с выходом четвертого счетчика импульсов и со вторым 15 выходом управляемого переключателя, третий выход которого соединен с первыми входами счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены через узел выборочного сброса с первым выходом регистра сдвига, второй выход первого счетчика импульссв через компаратор соединен сс своим третьим входом, выход пресбразователя код-напряжение соединен со вторым входом сравниваюшегэ

25 устройства, третий вход которого соединен с выходом блока эталонных элементов, первый выход сравниваюшегс устройства соединен со входом инвертора, а второй выход через линию адержки соединен с вторыми

30 входами второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И, второй выход регистра сдвига соединен со вторыми входами первого и вторсго элементов И, третий выход регистра сдвига ссединен со вторым входом

35 третьего элемента И и с третьим входом четвертого элемента И, четвертый выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого элемента И и с третьим входом шестого элемента И, пятый выход д регистра сдви40 га соединен со вторым входом седьмого элемента И и с третьим входом восьмого эл мента И, шестой выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого триггера.

На чертеже дана структурная схема пред45 лагаемого прибора.

Прибор содержит устройство управления

1, управляемый переключатель 2, генератор импульсов 3, регистр сдвига 4, узел выборочного сброса 5, компаратор 6, счетчики импульсов 7-3 О, преобразователь код-напряжение 1 1, сравнивающее устройство 12, инвертор 13, линию задержки 14, элементы

И 15-22, триггеры т23-27, блок 28 эталонных элементов, элемент ИЛИ 29, инди- 55 катор 30 пределов измерения.

Устройство работает в два цикла следующим образом.

B начале выбора предела измерения счетчики и все триггеры устанавливаются в ну60 левое положение. Измеряемое напряжение подается через блок 28 на один из входов устройства 12.

В первом цикле после прихода команды

"пуск" устройство 1 выдает потенциальную команду на переключатель 2, через который импульсы с генератора 3 поступают на вхэды счетчикэв 7-10. При кэдэвэй комбинации счетчика 7,равнэй g =9-(— -1) импульсов, Х

А где Л вЂ” пэрэг чувствительнэсти сравни.4 ваюшегэ устрэйства, равный единице дискретности прибора;

Л вЂ” порог чувствительности сравнивающего устройства 12, равный нескольким единицам дискретности; срабатывает компаратор 6 и выдает запрет по счетному входу счетчика 7 младшей декады.

При записи девятого импульса счетчик 1 0 старшей декады выдает одновременно команду в переключатель 2, на регистр сдвига

4 и устройство управления 1, запрешая прохождение импульсов на счетчики. Регистр сдвиrа 4- опрокидывается и устанавливается в состояние "1", разрешая опрос триггеров 27 и

2 б. Набранный код счетчиков 7-10 преобразуется в эталонное напряжение на выходе преобразователя 1 1. Это напряжение соответствует основному пределу цифрэвогс измерительного прибора, уменьшeEного на величину Ьй — Ь4, подается на устройство 12.

Сигналы с выхода греобразователя 11 и блока 28 эталонных элементов анализируются на соответствие пороговым уровням с помощью сравниваюшего устройства 12. Алгоритм работы устройства 12 удовлетворяет у слэвие;

1 13 „, (— (7б„() „=

a, ecru. ) U l > /U / или fU„,-fU ).ь о, если, /У„ (- f U„f < z,„ („ - Б„ т а =

4,ecru./Ц! /У, 1u.niilUxj э 2

0, если. lU„(- (У„! ь

I где U — напряжение на выходе блэка 28 эталонных элементов;

U>>- напряжение на выходе преобразователя 11;

Р и Р - напряжения на выходах сравниваю52 щего устройства 12.

При разрешении с регистра сдвига 4 и налгали сигиалсв и и и с устйсйства l и отрывается только элемент И 15, а эле:. ент

И 16 блокируется инвертируюшиъ, сигналом

E (для того, чтобы не произошло ложного срабатывания последуюшего триггера > . .Для

543876

6 исключения ложного срабатывания элемента

И 16 при одновременном появлении сигналов Й и р по сигналу предусмотрена ли .1 2 ния задержки 14. Выходным сигналом с элемента 16 включается триггер 27 старшего предела измерения, при этом от сигнала элемента 29 запрещается работа устройства

1 и сбрасываются включенные триггepbl регистра сдвига 4.

В случае наличия только сигнала при 10 разрешении на втором выходе регистра сдвига 4, открывается элемент 16. Выходным сигналом с элемента И 1.6 вкгдочается триггер 26 следующего предела измерения, при этом, как в предыдущем и последующих слу- 15 чаях, в момент срабатывания триггера гредела измерения от сигнала элемента 29 запрещается работа устройства управления и сбрасываются вклю:енные триггеры регистра сдвига. 20

При отсутствии сигналов (и что свидетельствует о меньшей величине сигнала по сравнению с эталонным напряжением, начинается второй цикл работы устройства.

Во втором цикле происходит процесс подекад-25 ного уменьшения эталонного напряжения и последовательный опрос следующих элементов И 17-22, выходы которых соединены с соответствующими триггерами.

Процесс формирования происходит следующим образом. Регистр сдвига 4 осуществляет последовательный сброс предыдуших триггеров и включение последующих, а также через узел 6 производит последовательный сброс счетчиков 10, 9, 8, 7 начиная со старшей декады. После каждого такта регистра сдвига 4 и сброса счетчиков производится мгновенный опрос элементов И до тех пор, пока не появится сигнал с устройства 40

12.

Быстродействие устройства определяется числом пределов: так, для пятипредельного измерительного прибора время равно девяти периодам тактирующего сигнала плюс пять периодов, затрачиваемых во втором цикле на выбор предела.

Период тактирующих импульсов определяется быстродействием сравнивающего устройства и преобразователя код-напряжение.

Поэтому быстродействие предлагаемого устройства значительно превышает быстродействие других аналогичных устройств.

Формула изобретения

)цифровой измерич ельный прибор, содержащий четыре счетчика импульсов, выходы

60 которых соединены с входами преобразователя код-напряжение, пять триггеров, выходы которых соединены с соответствующими входами блока эталонны.= элементов индикатора пределов измерения и элемента

ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, первый и второй входы втэрого триггера соединены с выходами второго и третьего элементов

И, первый и второй входы третьего триггера соединены с выходами четвертого и гятого элементов И, первый и второй входы четвертого триггера соединены с выходами шестого и седьмого элементов И, первый вход пятэго триггера соединен с выходом восьмого элемента И, первые входы второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И соединены с выходом инвертора, а первые входы первого, третьего., пятогэ и седьмого элементов И соединены со входом инвертэра, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью сокрашения времени выбора и переключения пределов измерения, в него введены регистр сдвига, линия задержки, сравнивающее устройство, устройство управления, узел выборочного сброса, управляемый переключатель, генератор импульсов, кэмпаратор, причем первый вход устройства управления соединен с клеммой "пуск", второй вход соединен с выходом элемента 1ПИ и с первым входом регистра сдвига, третий вход соединен с выхэдом генератора импульсов, с первым входом сравнивающего устройства и с первым выходом управляемого переключателя, первый выход устройства управления соединен со вторым входог,; регистра сдвига, второй выход соединен со входом управляемого переключателя, четвертый вход устройства управления соединен с третьим входом регистра сдвига, с выходом четвертэгэ счетчика импульсов и со вторым выходом управляемого переключателя, третий выход которого соединен с первыми входами счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены через узел выборочного сброса с первым выхэдом регистра сдвига, второй выход первого счетчика импульсов через компаратор соединен со своим третьим входом, выход преобразователя код-напряжение соединен со вторым входом сравнивающего устройства, третий вход которого соединен с выходом блока эталонных элементов, первый выход сравнивающего устройства соединен со входом инвертора, а второй выход через линию задержки соединен с вторыми входами второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И, второй выход регистра сдвига соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, третий выход регистра сдвига соединен со вторым входом третьего элемента

И и с третьим входом четвертого элемента

543876

Составитель А. Титов

Редактор О. Стенина Техред Н. Андрейчук Корректор Ж. Кеслер

Заказ 789/62 Тираж 1052 Подписное

12НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ll, четвертый выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого элемента И и с третьим входом шестого элемента И, пятый выход регистра сдвига соединен со вторым входом седьмого элемента И и с третьим входом восьмого элемента И, шес» той выход регистра сдвига соединен со вторым входом пятого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт, свид, № 278812 М. Кл. Q 06P

11/08, 26.05.69.

2. Авт. свид. № 241539 М. Кл. $01R

1 5/08, 1 4. 0 3. 68. (прототип) .