Цифровой измеритель отношенийдвух напряжений

Цифровой измеритель отношенийдвух напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБЬЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКбМУ СВИДЕТЕЬЬСТВУ и 834551

Союз Советских

Социалистических республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17 05 79 (2l ) 2764946/18-21 (5l )M. Кл.

) 0 O l В 19/10

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки М

Гввударственный квмхтет ссса вв делам кэюбретенкй и открытей (23) Приоритет (Щ УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 30.05.81 Бюллетень М20

Дата опубликования описания 31.05.81 (72) Авторы изобретения

Т. М. Алиев, Д. И. Дамиров, Г, А. А. Тер-Хачатуров, Э. С. Шак и А. И. Пиньковский,3 тф» т еф ь»вф „» «е /+8

Азербайджанский институт нефти и химии им. N. Азизбекова 1@ФягйаФ."у р

I (7!) Заявитель (54/ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЙ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения отношений двух напряжений.

Известен цифровой измеритель на-, пряжения, содержащий двухпозицион-. ный входной переключатель, грубый аналого-цифровой преобразователь (АЦЩ вычислительное устройство, блок оперативной памяти, точный цифроана.10 логовый преобразователь(ЦАП, цифровой индикатор, цифровой регистратор, и блок управления, осуществляющий последовательное приближение результатов цифрового измерения к истинному значению измеряемой величины (1).

Недостаток устройства — ограни" ченная точность результата измерения °

Наиболее близким по технической сущности является цифровой измеритель напряжения, содержащий трехпо.— зиционный переключатель, входы которого соединены соответственно с шинами двух входных источников сйгнапов, выходом цифроаналогового преобразователя и первым выходом блока управления, первый вход цифроаналогового преобразователя соединен с шиной одного из входных источников сигналов, выход трехпозиционного переключателя сбединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами вычислительного устройства и дешифратора, выход которого соединен с первым входом блока изменения чувствительности аиалого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен. со вторым выходом блока управления, а выход — со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного устройства, первый выход и второй вход которого соединены соответственно с первыми входом и выходом блока оперативной

Цифровой измеритель отношений со50 держит двухпозиционный переключатель 1, выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя 2, аналого-цифровой преобразователь 3, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами вычислительного устройства 4 и дешифратора 5, блок

6 управления, соединенный с блоком 7, оперативной памяти, переключателем, 3 83455 памяти, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а второй выход — с входами блоков цифровой индикации и цифровой регистрации, третий же выход блока памяти соединен со вторым входом цифроаналогового преобразователя $2)

Однако точность измерения ограничена точностью цифроаналогового преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровом измерителе отношения двух напряжений, содержащем двухпозиционный переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй шинами входных источников сигналов, третий вход его соединен с первым выходом блока управления, аналого-цифровой преобразователь, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами дешифратора, выход которого соединен со входом регистра памяти, и с 25 разрядными входами вычислительного устройства, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, второй вход и первый выход его соединены соответственно с первыми входом и выходом блока оперативной памяти, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, второй выход — со входами блоков цифровой индикации и цифровой у р егистр ации, тр етий выход — с первым входом цифроаналогового преобразова-теля, выход двухпозиционного переключателя соединен со вторым входом цифроаналогового преобразователя, тре- 40 тий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, четвертый вход — с выходом регистра памяти и с третьим входом вычислительного устройства, а выход его соединен со вхо-,4S дом аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

1 4 цифроаналоговым преобразователем 2. и вычислительным устройством 4, регистр 8 памяти, соединенный с преобразователем 2 и вычислительным устройством 4, блоки цифровой индикации 9 и цифровой регистрации 10, соединенные с выходом блока 7 оперативной памяти.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально двухпозиционный переключатель 1 подключает большее из входных напряжений 0 на вход источника опорного напряжения преобразователя 2. При этом предварительно в преобразователь 2 записывается минимальное из выбранного диапазона изменения чувствительности устройства значение кода, управляющего выходным напряжением. Напряжение с выхода пре-. образователя 2 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 3, в котором производится его цифровое измерение. По показаниям двух старших декад с помощью дешифратора 5 и регистра 8 памяти в преобразователь 2 записывается такое значение кода, чтобы величина выходного напряжения преобразователя 2 приблизительно соответствовала максимуму шкалы. Выбор значений кодов, соответствующих чувствительности устройства, осуществляется с помощью дешифратора 5, а сами значения кодов фиксируются в регистре 8 памяти.

По сигналу блока 6 переключатель

i. подключает напряжение Ц,1 на вход преобразователя 2, где это напряжение делится в соответствии с выбранной чувствительностью, т. е. согласно зафиксированному в регистре 8 коду.

Напряжение с выхода преобразователя 2 поступает на вход преобразователя 3, где производится его цифровое измерение. Результат измерения запоминается в блоке 7. оперативной памяти, откуда далее переписывается в преобразователь 2.

Входной переключатель 1 вновь подключает напряжение 0 ко входу преобразователя 2, на выходе которого образуется напряжение., пропорциональное произведению 0 на величину управляющего кода, В преобразователе

3 производится измерение этого напряжения, и полученный цифровой код в вычислительном устройстве 4 вычитается из результата предыдущего измерения, записанного в блоке 7.

5 ЯЗ

Напряжение Ц снова подключает- ся ко входу преобразователя 2 и с учетом коэффициента деления, хранящегося ,в регистре 8, с помощью преобразователя 3 уточняется цифровое выражение, U4, которое в вычислительном уст- .

/ ройстве 4 складывается с ранее полученной разностью. Получается первый скорректированный результат измерения, который переписывается в блок 7 и далее засылается в преобразователь 2, Переключатель 1 подключает напряжение О на вход источника опор2 ного напряжения преобразователя 2, на выходе которого возникает напряжение, пропорциональное произведению Ц2 на величину первого скорректированного результата. В преобразователе 3 производится цифровое измерение этого напряжения, и полученный код вычитается в вычислительном устройстве

4 из запомненного в предыдущем такте в блоке 7 первого скорректированного результата. Полученная разность остается в вычислительном устройстве 4.

Ко входу преобразовате .я 2 вновь подключается напряжение Ц, и также как ранее уточняется пропорциональное ему (с учетом коэффициента деления, хранящегося в регистре 8).,ифровое выражение, которое в вычислительном устройстве 4 складывается с

-ранее полученной разностью. Образуется второй скорректированный результат измерения, который переписывается. из устройства 4 в блок 7. Далее работа устройства может быть продолжена аналогично требуемое число раз.

После осуществления коррекции в вычислительном устройстве 4 переписывается код, хранящийся в регистре 8.

В вычислительном устройстве 4 происходит деление на этот код максимально возможного значения кода преобразователя 2, соответствующее его емкости . В результате деления определяется коэффициент нормализации, ко-. торый умножаясь на результат измерения с коррекцией, образует окончательный результат отношения Ц, (+.Этот код переписывается в блок 7, откуда по команде блока 6 выдается на блок

9 цифровой индикации или н цифровой регистрации. а блок lO

О„=,„У(14.К) t ä (Ъ)

Приравняв правые части (3)и значения

КИ

Ug 1 ,U (4+K)+ = — Ч1;4Ятд Ч = — М . (4)

/ н„„- v<

С ростом числа циклов коррекции погрешности преобразователеи 2 и 3 не влияют на результат измерения.

4551 6

Результат преобразования напря- жения Ц в напряжение цифрового эквивалента при наличии, аддитивной и мультипликативной погрешностей пре" образователей 2 и 3 можно представить в виде

Uq =I(U,(4+@)+a)(4+4)+53 (4+к)б „ о (1) (0 где К - относительная мультипликативная погр ешность цифроаналогового преобразователя 2;

Q — его абсолютная аддитивная погрешность;

oL — относительная мультипликативная погрешность аналого- цифрового преобразователя.З;

P — - его абсолютная аддитивная погрешность.

Напряжение первого приближения при условии неизменности передаточной характеристики (k д И 0() и входных напряжений в процессе измерения определяется из выражения

U U (4+КМ (м,() l«))11, Ug.Ц+ К)

М (2 ("+ ) ("((„> 02 И+к) ) к„, — "(- н,.

Тогда, пользуясь методом полной математической индукции для некоторо3s го И-го приближения можно записать

0 =0„(4+К) 4- I-ИФ(К) + .(.д 1+

02(НК) u<(+a) И

«++ ) 3-(.а

40 йИ(Yll

0g(44K) Г О Итк) 1-(1+4.) И Мм °

Правая часть выражения (2 )сводится

45 к Ц = Ц4 (+К)+Д если

g

I И - оо ь

С другои стороны, напряжение на выходе

so преебразователя 2 связано с управляющим кодом Ч следующим соотношением

7 83455

Из выражения (4)видно, что код результата измерения пропорционален отношению входных напряжений и не зависит от точности измерительной цепи аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей.

Формула изобретения о

Цифровой измеритель отношений двух напряжений, содержащий двухпозиционный переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с первой и второй шинами входных источников сигналов, третий вход его соединен с первым выходом блока управления, аналого-цифровой преобразователь, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами дешифратора, выход которого соединен со входом регистра памяти, и с разрядными входами вычислительного устройства, первый вход которого соединен со вторым выходом блока уп- zs равления, второй вход и первый выход его соединены соответственно с пер-! выми входом ° и выходом блока опера1 8 тивной памяти, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, второй выход — с о входами блоков цифровой индикации и цифровой регистрации, третий выход — с первым входом цифроаналогового преобразователя, о тли чающ.ий с я тем, что с целью повышения точности, выход двухпозиционного переключателя соединен со вторым входом цифроаналового преобразователя, третий вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, четвертый вход — с выходом регистра памяти и с третьим входом вычислительного устройства, а выход его соединен со входом аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 575772, Н 03 К 13/20, 1976.

2. Алиев Т. М.,Сейдель Л. P.

Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М., "Энергия", 1975 (прототип).

Составитель Г. Ястребова

Редактор И. Ковальчук Техред Н.Бабурка Корректор Г, Назарова

Заказ 4095 68 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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