Способ измерения постоянных напря-жений и устройство для его осущест-вления

Способ измерения постоянных напря-жений и устройство для его осущест-вления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и ьвтовскомю сви итальствю

Союз Советских

Социалистических

Республик ои834902 (61) Дополнительное к авт. свид-ву и 744978 (22) Заявлено 190779 (21) 2799224/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (Я)м. Kn.

Н 03 К 13/20

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 681. 325 (088.8) Опубликовано 300581 Бюллетень М 20 .

Дата опубликования описания 300581!

1 г ra (72) Авторы изобретения

В.В. Озеров и Ф.A. Шаймарданов

Уфимский авиационный инст. тут им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к инфор.Мационно-измерительной технике и может быть использовано как в системах автоматического контроля, так и в цифровых измерительных приборах универсального и специального назначения.

По основному авт.св. 9 744978 известен способ измерения постоянных напряжений .и устройство для его осуществления, основанный на промежуточном преобразовании во временной интервал, за счет интегрирования измеряемого постоянного напряжения в течение интервала времени, равного целому числу периодов сигнала помехи переменного тока, и интегрирования опорного напряжения, полярность которого противоположна полярности измеряемого, которое начинают в момент достижения проинтегрированным измеряемым постоянным напряжением развертывающегося во времени напряжения

0(с) = (1- -)

"о

Т C где t — текущее время; т — интервал времени, равный делому числу периодов сигнала помехи переменного тока;

U — опорное напряжение; о постоянная времени интегрирования; с последующим преобразованием временного интервала в код путем заполнения импульсами образцовой частоты.

Устройство для осуществления способа содержит источник опорного напряжения, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого через блок формирования периода интегрирования опорного напряжения соединен с выходами компаратора и устройства сравнения, первые входы которых через интегратор соединены с выходами первого и второго ключей, причем вход второго ключа через последовательно соединенные устройства формирования импульсов образцовой частоты, которые образуют блок управления, соединен с первым входом счетчика, второй вход которо; го соединен через элемент И с выходом генератора импульсов образцовой частоты и вторым входом первого ключа, первый вход которого соединен с первым входом третьего ключа, второй вход третьего ключа соединен со входом второго ключа, а выход со входом формирователя развертыва834902

t = — — — « - Т .

2 20, 50 ющего во времени напряжения, который образован последовательно соединенными интеграторами и суммирующим устройством, входы которого соединены с выходами интеграторов, выход которого соединен со вторым входом уст-. ройства сравнения (1).

Недостаток способа и устройства для его осуществления обусловлен возможностью измерения постоянных напряжений только одного знака.

Цель изобретения — преобразование разнополярных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения постоянных напряжений осуществляют удвоение амплитуды развертывающего напряжения, а в первом такте интегрируют также опорное напряжение положительной полярности, а в устройство для . осуществления этого способа введены дополнительный ключ, источник образ- Щ цового положительного напряжения.и удвоитель напряжения, включенный между выходом формирователя развертывающего напряжения и вторым входом устройства сравнения, причем выход допол-«5 нительного ключа соединен с выходом первого ключа, первый вход — с выходом источника образцового положительного напряжения, второй вход - c дополнительным выходом блока формирования периода интегрирования опорных напряжений, дополнительный вход которого соединен с шиной "старт".

На фиг. 1 представлена временная диаграмма, поясняющая принцип действия предлагаемого способа измерения постоянных напряжений; на фиг. 2 блок-схема устройства для осуществления способа.

Временная диаграмма (фиг.1) состоит иэ развертывающего во времени 40 напряжения 1, изменяющегося по формуле:

U() = (1- †) е †-2, с Uo

Т С проинтегрированного напряжения 2, времени 3 интегрирования измеряемого постоянного напряжения, времени

4 и 5 ийтегрирования опорных раэнополярных напряжений.

Устройство для осуществления способа (фиг.2) содержит интегратор б, построенный на операционном усилителе с емкостной обратной связью, ключи 7-9, шину 10 измеряемого постоянного напряжения, источник

11 образцового положительного напряжения, источник 12 опорного напряжения,, ключ 13, формирователь 14 развертывающего напряжения, удвои- 60 тель 15 напряжения, блок 16 управления с устройством 17 формирования периода интегрирования измеряемого напряжения и генератором 18 заполняющих импульсов образцовой часто- 65 ты, блок 19 формирования периода интегрирования опорных напряжений, компаратор 20, устройство 21 сравнения, шина 22 "старт", шина 23

"стон" и цифровой измеритель 24 временного интервала, состоящий из вентиля и счетчика, с выхода которого снимается результат измерения цифровой код.

Измерение постоянных напряжений осуществляется в два такта.

В течение первого такта происходит интегрирование измеряемого постоянного напряжения и образцового напряжения положительной полярности и развертывание во времени напряжения 1. В момент времени t npu достижении проинтегрированным напряжением 2 развертывающего во времени напряжения 1 заканчивается первый такт. Для этого момента времени записано уравнение,—.(О + 0 ) е = (1 -т- -) откуда время первого такта равно

Во время второго такта происходит интегрирование измеряемого постоянного напряжения и опорного напряжения отрицательной полярности. Второй такт длительностью t заканчи2 вается при равенстве проинтегрированных напряжений 2 в первом и втором тактах †(ug +0 )t„ + los — 0 ) откуда время второго такта, т.е. время 5, в течение которого интегрировалось опорное напряжение отрицательной полярности, равно

U +0x

2 0

Подставляя значение t„, имеем

t = — + — Т.

Т 0

2 2 20е

Результат измерения выразится временным интервалом + с = T., Окончательный результат измерения путем заполнения временного интервала импульсами образцовой частоты можно выразить

Ux Т

М », "о ги где и - цифровой код измеряемого напряжения;

at» — длительность импульсов образцовой частоты.

Работа устройства для осуществления способа происходит в два такта следующим образом.

834902

При поступлении на шину 22 "старт" импульса устанавливается в ноль цифровой измеритель 24 временного интервала и запускает генератор 18 импульсов образцовой частоты блока 16 управления. Импульсы образцовой 5 частоты поступают в устройство 17 формирования периода интегрирования измеряемого напряжения, которое формирует интервал времени длительностью Т, равной целому числу периодов сигнала помехи переменного тока.

В результате этого измеряемое напряжение с шины 10 через ключ 7 поступает на вход интегратора б, а опорное напряжение отрицательной полярности источника 12 опорного напряжения через ключ 13 — на вход формирователя 14 развертывающего напряжения.

По сигналу "старт" также срабатывает блок.19 формирования периода интегрирования опорных напряжений, Щ подключая ко входу интегратора б через ключ 8 образцовое напряжение положительной полярности источника

11. Происходит совместное интегрирование измеряемого напряжения и образ- >5 цового напряжения положительной полярности. Напряжение формирователя 14 развертывающего напряжения удваивается блохом 15.

Первый такт заканчивается при равенстве напряжений на выходе интегратора б и выходе удвоителя 15 . В. этот момент устройство 21 сравнения вырабатывает импульс, по сигналу которого блок 19 формирования периода интегрирования опорных напряжений через ключ 8 отключает образцовое напряжение положительной полярности источника 11 и через ключ 9 подключает ко входу интегратора б опорное напряжение отрицательной полярнос- 40 ти источника 12. Происходит совместное интегрирование измеряемого напряжения и.опорного напряжения отрицательной полярности. Второй такт. заканчивается при достижении напря- 45 жения на выходе интегратора уровня срабатывания компаратора 20. В этот момент на шине 23 образуется "стоп"импульс,по сигналу которого блок 19 формирования опорных напряжений отключает опорное напряжение отрицательной полярности источника 12 от входа интегратора б. Так же отключается измеряемое напряжение от входа интегратора и опорное напряжение отрицательной полярности от входа формирователя 14 развертывающего во времени напряжения. Временной интервал, получаемый на выходе блока 19 формирования Периода интегрирования опорных напряжений, в цифровом измерителе 24 временного интервала заполняется импульсами генератора 18 импульсов образцовой частоты, в результате чего на выходах цифрового измерителя 24 формируется цифровой код, прямо пропорциональный измеряемому напряжению.

Формула изобретения

1. Способ измерения постоянных напряжений по авт. св. 9 744978, отличающийся тем, что, с целью преобразования разнополярных напряжений, осуществляют удвоение амплитуды развертывающего напряжение, а в первом такте интегри.руют также опорное напряжение положительной полярности.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, о тл и ч ающее с я тем, что введены дополнительный ключ, источник образцового положительного напряжения и удвоитель напряжения, включенный между выходом формирователя развертывающего напряжения и вторым входом устройства сравнения, причем выход дополнительного ключа соединен с выходом первого ключа, первый вход — с выходом источника образцового положительного напряжения, второй вход — с дополнительным выходом блока формирования периода интегрирования опорных напряжений, дополнительный вход которого соединен с шиной "старт".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 744978, кл. H 03 К 13/20, 25.05.78.