Вольтметр постоянного тока

Вольтметр постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

2 835

ОП ИС

H3O6PE

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВ (61) Дополнительное к авт. (22) Заявлено 04.04.77 (21) л.-з

G 01R 19/26 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 621.317.7 (088.8) по делам изобретений открытий (72) Авторы изобретения Н. И. Грибок, 3. Я. Монастырский, Е. С. Полищук и В. И. Пуцило (71) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) ВОЛЬТМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может найти применение при измерении постоянных напряжений в условиях воздействия помех.

Известен вольтметр постоянного тока, содержащий интегратор, устройство сравнения, генератор тактовой частоты, задающий длительность цикла, источник опорного напряжения, подключенный через электронный переключатель к второму входу интегратора, блок управления, генератор импульсов, селектор, счетчик и блок цифрового отсчета (1).

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью из-за влияния на результат измерения изменения частоты гснератора импульсов и внутренних сопротивлений источников измеряемого и опорного напряжений. Кроме того, помехоустойчивость измерений эффективна лишь в узком диапазоне частот напряжения помехи.

Целью изобретения является повышение точности измерения при обеспечении помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что вольтметр постоянного тока, содержащий интегратор, к одному из входов которого подключен выход формирователя тактовых импульсов, вход которого через блок выделения переменной составляющей связан с входом вольтметра, блок управления, вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выходы — с управляющими входами се5 лсктора и переключателя полярности источника образцового напряжения, генератор счетных импульсов, связанный через селектор с входом счетчика результата, и блок цифрового отсчета, снабжен счетчиком им10 пульсов, собирательной схемой и схемой совпадения. Один из выходов переключателя полярности соединен с входом вольтметра, второй — с вторым входом интегратора, а вход счетчика импульсов подключен

15 к второму выходу селектора и одному из входов собирательной схемы, причем его информационные выходы связаны с первымп входами схем совпадения, вторые входы которых подключены к информаци20 онным выходам счетчика результата, а выходы через собирательную схему — и входу реверсивного счетчика, управляющий вход которого связан с выходом блока управления, а выход — с входом селектора.

На чертеже изображена блок-схема вольтметра постоянного тока.

Вольтметр постоянного тока содержит блок 1 выделения переменной составляющей. переключатель 2 полярности источни,к ка 3 образцового напряжения, формирова682835

3 тель 4 тактовых импульсов, интегратор 5, генератор 6 счетных импульсов, селектор i, счетчик 8 результата, блок 9 цифрового отсчета, нуль-орган 10, блок 11 управления, группу 12 схем совпадения, собирательную схему 13, реверсивный счетчик 14 и счетчик

15 импульсов.

Вход вольтметра соединен с входом переключателя 2 полярности источника 3 образцового напряжения и с входом блока 1 выделения переменной составляющей, выход которого через формирователь тактовых импульсов подключен к первому входу интегратора 5, второй вход которого связан с выходом переключателя 2, а выход через нуль-орган 10 соединен с входом блока 11 управления, который по выходу связан с управляющим входом селектора 7, переключателя 2 и входом управления реверсивного счетчика 14, выход которого подключен к второму входу селектора 7, третий вход которого соединен с выходом генератора 6 счетных импульсов. Первый выход селектора связан с входом счетчика результата, а второй — с входом собирательной схемы 13 и входом счетчика 15 импульсов, информационные выходы которого подключены к первым входам группы 12 схем совпадения, вторые входы которых соединены с информационными выходами счетчика результата, а выходы схем совпадения через собирательную схему связаны с входом реверсивного счетчика, причем вход блока 9 цифрового отсчета подключен к выходу счетчика 8 результата.

Вольтметр работает следующим образом.

Формирователь 4 тактовых импульсов подает на вход интегратора 5 прямоугольные импульсы напряжения обоих полярносгеи, период которых равен периоду напря2кения помехи, выделенной блоком I. Ha второй вход интегратора поступает напряжение U2, равное сумме или разности (переключатель 2 включает напряжение ею согласно или встречно с напряжением U„„) измеряемого U и опорного Ую напряжений. Параметры схемы выбраны таким образом, что U ) Ую+ U, где U — амплитуда прямоугольных импульсов на выходе формирователя 4 тактовых импульсов;

Uo — напряжение на выходе образцового источника 3 напряжения. В моменты равенства нулю выходного напряжения интегратора 5 срабатывает нуль-орган 10, по выходному сигналу которого блок 11 управления посредством переключателя 2 изменяет полярность образцового напряжения

Uo источника 3. В эти моменты выполняются равенства (У.— O,) + U" t,+(U.— У.)X г г ю1 юг

У ) з п t 1 (7х+ ю) .! гг Т1

+ У" t,=o, юг где т1 и т2 — постоянные времени интегрирования.

Так как

" У Д + /,) U„(t, + /,) - 0. T, — / + г,.

Т, t3+t4 и Т Т+Т„ТО (1)

Поскольку внутренние сопротивления источников измеряемого U и образцового с ю напряжений вместе с входным сопротивлением интегратора 5 образуют зарядное со20 противление, то опи определяют значения т1 и т2 и на основании выражения (1) не влияют на результат измерения напряже«1ия Ux.

На время Т1 первого такта интегрирова25 ния селектор 7 открывается сигналом с выхода блока 11 управления, вследствие чего в счетчике 15 и реверсивном счетчике 14 фиксируется код числа N — — fo. Ть где fo— частота генератора 6 счетных импульсов. з0 На время второго такта интегрирования по сигналу из выхода блока 11 управления реверсивный счетчик 14 переводится в режим вычитания, а источник 3 образцового напряжения Ую посредством переключате35 ля 2 включается согласно с источником измеряемого напряжения U,. В конце второго такта в счетчике 14 фиксируется число

N> — Л2, а в счетчике 15 — N>+ N2, где

Л 2 — f0Ò2.

40 После окончания второго такта импульсы с выхода генератора 6 импульсов через селектор 7 следуют лишь на вход счетчика

8. При этом счетчики 8, 15, группа 12 схем совпадения и собирательная схема 13 обра45 зуют двоичный умножитель частоты, частота следования импульсов на выходе которого равна

У Уо (N У )

50 где и — количество общих двоичных разрядов счетчиков 8 и 15.

С приходом на вычитающий вход реверсивного счетчика 14 N< — N2 импульсов он переходит в нулевое состояние, закрывая при этом селектор 7 по входу счетчика 8.

При этом выполняется равенство (Ж, +N,) =N, — N„

60 где N„=fo 3 — число, записанное в счетчике 8 в конце интервала времени t прохождения импульсов на его вход после вто65 рого такта интегрирования.

682835 а с учетом выражения (1) получают

N„= — U„, (. о

Фор мул а изобретения

Составитель Т. Веремейкина

Корректор Л. Орлова

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 2003/2 Изд. № 505 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

После несложных преобразований

2" (Ni — A;) 2" (1! — T ) ® (1, + ) T независимость результата измерений от длительности периода напряжения помехи

Т и значений внутренних сопротивлений источников измеряемого U, и образцового

Уо напряжений, что позволяет достигнуть высокой точности и помехоустойчивости измерений постоянного напряжения в широком частотном диапазоне напряжения помехи.

Вольтметр постоянного тока, содержащий интегратор, к одному из входов которого подключен выход формирователя тактовых импульсов, вход которого через блок выделения переменной составляющей связан с входом вольтметра, блок управления, вход которого соединен с выходом нуль-органа, а выходы — с управляющими входами селектора и переключателя полярности источника образцового напряжения, генератор счетных импульсов, связанный через селектор с входом счетчика. результата, и блок цифрового отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при обеспечении помехоустойчивости, он снабжен счетчиком импульсов, собирательной схемой и схемой совпадений, при этом один из выходов переключателя полярности соединен с входом вольтметра, второй — с вторым входом интегратора, а вход счетчика импульсов подключен к второму выходу селектора и одному из входов собирательной схемы, причем его информационные выходы связаны с первыми входами схем совпадения, вторые входы которых подключены к информационным выходам счетчика результата, а выходы через собирательную схему — к входу реверсивного счетчика, управляющий вход которого связан с выходом блока управления, а выход — с входом селектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шляндин В. И. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. «Высшая школа», М., 1973, с. 190 — 191.