Цифровой вольтметр

Цифровой вольтметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советских

Социалистических

Республик

«»741457 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080975 (21) 2169250/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликоваио1506.80, Бюллетень 8222 (5Ф)М. Кл.2

Н 0З К 1З/0З

Государственный комитет

СССР по делам .изобретений н открытий (53) УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 1506.80 (72) Авторы изобретения

В.A. Ильин, Б.Б. Алякринский и E.À. Тишковская

Всесоюзный заочный политехнический институт (7! ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике, в частности к цифровым вольтметрам, Известен цифровой вольтметр, содержащий цифровой преобразователь (l) .

Однако известное устройство не отличается высоким быстродействием

Известен цифровой вольтметр, сод Ржащий цифровой преобразователь, соединенный первым входом через переключатель с источником измеряемого напряжения и выходом цифроаналогового. Преобразователя, вычислитель- 35 ное устройство, соединенное с выходом цифрового преобразователя и с первым выходом блока памяти, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, второй выход 20 блока памяти соединен через первый ключ с блоками регистрации и индикации, а третий выход - через второй ключ со входом цифроаналогового преобразователя, и блок управления, соединенный первыми пятью входами с управляющими входами первого и второго ключей, вычислительного устройства, цифрового преобразователя и переключателя соответственно (2}, 30

Однако примене;-ие во времени параметров измерительной схемы этого известного устройства может привести к существенному увеличению ко личества циклов измерения, необходимых для достижения заданной точности измерения, т. е. к снижению быстродействия.

Цель изобретения — увеличение быстродействия.

Для этОго в цифровой вольтметр, содержащий цифровой преобразователь, соединенный первым входом через переключатель с источником измеряемого напряжени -; .и с выходом цифроаналогового преобразователя, вычислительное устройство, соединенное с выходом цифрового преобразователя и с первым выходом блока памяти, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, второй выход блока памяти соединен через первый ключ с блокаи регистрации и индикации, а третий выход— через второй ключ со входом цифроаналогового преобразователя и блок управления, соединенный первыми пятью выходами с управляющими входами первого и второго ключей, вычислительного устройства, цифрового

741457 преобразователя и переключателя соответственно, введен блок автоматической коррекции чувствительности цифрового преобразователя, а цифровой преобразователь выполнен с дополнительным входом управления чувствительности, причем шестой выход блока управления соединен с первым входом блока автоматической коррекции чувствительности цифрового преОбраэователя, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока памяти, а, выход блока автоматической коррекции чувствительности цифрового преобразователя соединен с дополнительным входом управления чувствительностью цифрового преобра зователя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит цифровой пре- 20 обраэователь 1, переключатель 2, источник 3 измеряемого напряжения, .блок памяти 4, вычислительное устроЙ. ство 5, первый ключ б, цифроаналоговый преобразователь 7, цифровой инди- 35 катор 8 и цифровой регистратор 9, блок управления 10, второй ключ 11 и блок

12 автоматической коррекции чувствительности цифрового преобразователя.

B исхОднОМ сОстОянии устрОйстВО 30 готово к работе, но измерение не производится.

Первоначально ко входу цифрового преобразователя 1 с помоцью переключателя 2 подключается источник 3 измеряемого напряжения.

Производится цифровое измерение, а полученный результат, выраженный в определенном коде, подается в блок памяти 4 вычислительного устройства 5, а затем через второй ключ 11 на вход цифроаналогового преобразователя 7. На выходе последнего получается напряжение, равное по величине результату цифрового преобразования (со всеми погрешностями) 4$ преобразователем 1 измеряемого напряжения.

Это вспомогательное напряжение подается с помощью переключателя 2 к преобразователю 1 и поступает в вы 50 числительное устройство 5, где производится его вычитание иэ храня цегося в блоке памяти 4 кода, соответствующего результату преобразо,з.ания исходного напряжения. Разность

А 1, остается в блоке памяти 4.

О помощью переключателя 2 вновь подключается ко входу преобразователя 1 измеряемое напряжение и производится его цифровое преобразование, результат которого поступает в вычислительное устройство 5, где производится его сложение с разностью Ь1, Получившийся первый совокупный результат переписывается в блок памяти 4 и через ключ 11 подается на вход 65 цифроаналогового преобразователя 7, на выходе которого получается соответствующее напряжение, На цифровой индикатор 8 и цифровой регистратор 9 результаты совокупных измерений выдаются из блока памяти 4.

Управление работой системы произ— водится блоком управления 10 с помощью ключа б.

2О

Относительная ошибка п совокупного результата измерения при этом равна: и+«

Тп- (А) + 0 где U — истинное значение измеряемого напряжения, Д. — мультипликативная составляющая погрешность (погрешность чувствительности), f5 — аддитивная составляюцая (погрешность нуля), Первый совокупный результат измерения запоминается в блоке памяти 4.

После получения второго совокупного результата вычислительное устройство

5 определяет знак разности между первым и вторым совокупными результатами. Этот знак с помоцью определенного кода запоминается в блоке памяти 4 до получения нового его значения, Из блока памяти 4 знак разности подается на вход блока 12, который в соответствии с этим знаком вырабатывает сигнал управления, изменяющий скачком на фиксированное значение +AO или -A0 чувствительность цифрового преобразователя 1. Поскольку во время цикла измерения с коррекцией чувствительность преобразователя 1 должна быть постоянной, управляющий сигнал вырабатывается блоком 12 по сигналу блока управления 10 в паузе между циклами измерения с коррекцией.

Из формулы (1) следует, что при сК =0 относительная ошибка ) будет равна 0 при любых значениях(„U 40.

Разность первого и второго совокупного результатов измерения равна:

2 2 ):) =- U d.""0 d.-d. (Ъ -сцъ

Х Х корнями уравнения(.) 4- U

{Ъ

2 3 U

Р, О П(О НРц.d IO

При

О . () О ир — — <(.О

Pr

К Ь„, );) «о -ири-1< 4.«>

При Ъ О рyP рд- Ос.Д (——

ОК

741457

Следовательно, минимизация абсолютной величины разности (33) изменением К при условии

О,ша где Ug„„,„- максимальное значение измеряемого напряжения, дает возможность минимизировать относительную сшибку И -ro совокупного результата или, при заданной точности измерения, минимизировать количество циклов измерения с коррекцией. При этом в случае (Ъ 7 0 при I3<0 чувствительность необходимо уменьшить, а при970 чувствительность необходимо увеличивать.

В случае р<О при 2(0 чувствительность необходимо увеличивать, а при

Q > 0 чувствительность необходимо уменьшать.

Для того, чтобы относительная ошибка и-го совокупного результата не превышала значения "„ „ох для

20 любого значения измеряемого напряжения, достаточно, чтобы выполнялось условие: /сС/ /d /щ z . ЗнаweHHe /мс>

Ы„ @

1мсг U ю и где U „„-д- минимальное значение измеряемого напряжения °

Таким образом, для величины Q ) З5 имеем условие

label Млп )Ll a 1, laika

Поскольку коррекция чувствительности может быть выполнена с помощью бесконтактных переключателей, необходимое в этом случае для проведенйя одной коррекции дополнительное время можно получить пренебрежимо малым,.по сравнению со временем одного цикла измерения.

Формула изобретения

Цифровой вольтметр, содержащий цифровой преобразователь, соединенный первым входом через переключатель с источником измеряемого напряжения выходом цифроаналогового преобразователя, вычислительное устройство, соединенное с выходом цифрового преобразователя и с первым выходом блока памяти, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, второй выход блока памяти соединен через первый ключ с блоками регистрации и индикации, а третий выход — через второй ключ со входом

I цифроаналогового преобразователя и блок управления, соединенный первымн пятью выходами с управляющими входами первого и второго ключей, вычислительного устройства, цифрового преобразователя и переключателя соответственно, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, введен блок автоматической коррекции чувствительности цифрового преобразователя, а циф розой преобразователь выполнен дополнительным входом управления чувствительностью, причем шестой выход блока управления соединен с первым входом блока автоматической коррекции. чувствительности цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока памяти, а выход блока автоматической коррекции чувствительности цифрового преобразователя соединен с дополнительным входом управлечия чувствительностью цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Полупроводниковые коднрующие и декодирующие преобразователи напряжения. Под ред. Смолова В.Б. и

Смирнова Н.A. Л., Энергия, 1967, с. 198-204, рис, 2-35.

2. Авторское свидетельство СССР

219290, кл. G 01 R 13/02, 03016". (прототип).

741457

Составитель А, Воителев

Редактор Г. Нечаева 1 ехред H.Бабурка Корректор М. Коста

Заказ 3218/54 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4