Устройство для измерения отношения двух напряжений

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит источник 1 экспоненциально падающего напряжения, нуль-органы 2 и 3, входы 4 и 5, источник 6 опорного напряжения, ключи 7-9, формирователь 17 импульсов, вход 18 "Запуск". Введение триггеров 10-13, генератора 14 импульсов, реверсивного счетчика 15, элемента И 16, а также выполнение источника 1 управляемым позволяет обойтись одним (вместо двух) источником экспоненциально падающего напряжения и тем самым исключить погрешность измерения отношения напряжений от неидентичности характеристик этих источников. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1499253 А 1 (511 g G 01 R 19/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ling!l . !

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 тения — повышение точности измерения.

Устройство содержит источник 1 экспоненциально падающего напряжения, нуль-органы 2 и 3, входы 4 и 5, источник 6 опорного напряжения, ключи

7-9, формирователь 17 импульсов, вход 18 "Запуск". Введение триггеров 10-13, генератора 14 импульсов, реверсивного счетчика 15, элемента

И 16, а также выполнение источника 1 управляемым позволяет обойтись одним (вместо двух ) источником экспоненциально падающего напряжения и .. тем самым исключить погрешность измерения отношения напряжений от неидентичности характеристик этих источников. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (21) 4352249/24-21 (22) 28.12.87 (46) 07.08. 89. Бюл. К 29 (71) Сумской филиал Харьковского политехнического института, им. В.И. Ленина (72) И.Д. Пузько и О.Д. Пузько (53) 621.317,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1120248, кл. G 01 R 19/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11 1250968, кл. G 01 R 19/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕЖ1Я ОТНОШЕНИЯ .ДВУХ НАПРЯЖЕ1П4Й (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобреерилюм

ИЮНЕЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство содержит источник 1 15 экспоненциально падающего напряжения, первый и второй нуль-органы 2 и 3; входы 4 и 5 устройства большего и меньшего измеряемых напряжений, источник 6 опорного напряжения, первый, 20 второй и третий ключи 7-9, первый, второй, третий и четвертый триггеры

10-13, генератор 14 импульсов, реверсивный счетчик 15, элемент И 16, формирователь 17 импульсов, вход 25

1 8 "Запуск", выход 19 устройства к измерителю напряжения.

Вход "Пуск" источника 1 соединен с S-входом триггера 10, входом

"Пуск",генератора 14, входом сброса счетчика 15, R-входом триггера 13 и входом 18 "Запуск", а сигнальный вход — с входом 4. Выход источника

1 подключен к сигнальному входу ключа 7 и к вторым входам нульорганов 2 и 3, первый вход нуль-органа 2 подключен к источнику 6, а первый вход нуль-органа 3 †.к вхо» ду 5. Выходы нуль-органов 2 и 3 подключены соответственно к R-входу и $-входу триггера 12, объединенным с S-входом триггера 11 и R-входом триггера 10 соответственно. Прямой выход триггера 12 подключен к управляющему входу источника 1. R-вход 45 триггера соединен с S-входом триггера 13, входом "Останов" источника I и выходом формирователя 17. Управляющие входы ключей 8 и 9 подключены к выходам триггеров 10 и 11 соответственно, сигнальные входы — к выходу генератора 14, а выходы — к суммирующему и вычитающему входам счетчика

15 соответственно. Выходы счетчика

15 соединены через элемент И 16 с входом формирователя 17. Выход триг-,. гера 13 подключен к управляющему входу ключа 7, выход которого подключен к выходу 19.

3 1499253

Изобретение относится к электроизмерительной технике, !

Цель изобретения — повышение точности измерения з а счет исключения погрешности, обусловленной неидентич5 ностью источников экспоненциально падающих напряжений, На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма, поясняющая его работу; на фиг.3 — источник зкспоненциально падающего напряжения.

Источник 1 экспоненциально падающего напряжения содержит четвертый, пятый, шестой и седьмой ключи 20-23, первый, второй и третий резисторы

24-26, конденсатор 27, пятый и mecтой триггеры 28 и 29, элемент НЕ 30, элемент И 31, элемент 32 задержки.

Сигнальный вход источника 1 через последовательно соединенные ключ 20, резистор 24 и конденсатор

27 подключен к общей шине. Общая точка соединения резистора 24 и конден-.. сатора 27 подключена к выходу источника 1 и входу ключа 21, выход которого подключен к объединенным входам ключей 22 и 23, выход первого из которых через резистор 25, а выход второго — через резистор 26 подключены к общей шине.

Управляющий вход ключа 20 подключен к инверсному выходу триггера

28, управляющий вход ключа 21 подключен к инверсному выходу триггера

29, управляющий вход ключа 22 подключен к выходу элемента И 31, один вход которого подключен к прямому выходу триггера 28, а другой вход через элемент ЙЕ 30 — к управляющему входу источника 1, объединенному с управляющим входом ключа 23. S-вход триггера 28 объединен с R-входом триггера 29 и подключен к входу

"Пуск" источника 1. S-вход триггера

29 непосредственно, à R-вход тригrера 28 через элемент 32 задержки, подключены к входу "Останов" блока 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры

10-13 и счетчик 15 находятся в нуле, ключи 7-9 разомкнуты, генератор 14 отключен.

По команде, поступающей в момент

to времени с входа 18, на выходе источника 1 формируется экспоненциально падающее от уровня большего измеряемого напряжения I « с постоянной времени напряжение u (t) = u„ е

Напряжение V>(t) поступает на сигнальный вход ключа 7 и вторые входы нуль-органов 2 и 3, на первые входы которых подаются напряжение источника 6 Ч,> и меньшее измеряемое напряжение Г „ соответственно.

По команде "Запуск" триггер 10 устанавливается в единицу. ключ 8 замыкается, на выходе генератора 14 формируется последовательность корот-..

9253

6 точника 1 напряжение фиксируется на

1 ыа уровне Ux = U (t )= U

Э Ф о

Ь

45

55

5 149 ких импульсов, поступающих на сигнальные входы ключей 8 и 9. Так как

° ключ 8 з амкнут (ключ 9 р аз о мкнут1, импульсы с выхода генератора 14 поступают на суммирующий вход реверсив- ного счетчика 15, увеличивая его содержимое от исходного нулевого состояния.

При выполнении условия U <(t)

C -йо

0 » e t" = UzÄq в некоторый момент времени tq на выходе нуль-органа 3 появляется импульсный сигнал, устанавливающий в нуль триггер 10 и в единицу триггер 12. Ключ 8 размыкается, и импульсы с выхода генератора

14 не поступают на вход счетчика 15.

Содержимое счетчика 15 не изменяется.

При установлении триггера 12 в единицу на управляющий вход источни- ка 1 поступает единичный сигнал, что приводит к резкому уменьшению постоянной времениот до Са (g(lq), В момент t на выходе источника

1 формируется экспоненциально падаю щее напряжение с постоянной времени В . При выполнении в момент времени tg условия Ug(tg) = U на выходенуль-органа 2 появляется импульсный сигнал,.устанавливающий в нуль триггер 12 и в единицу триггер ll, При этом на управляющем входе источника 1 появляется нулевой сигнал и постоянная времени источника 1 изменяется скачком до первоначального . значения С, Так как теперь триггер

11 установлен в единицу, то ключ 9 замыкается, и импульсы с выхода генератора 14 начинают поступать на

1 вычитающий вход счетчика 15. После обнуления счетчика 15 на выходе элемента И 16 появляется единичный сигнал, а на выходе формирователя

17 формируется импульс, поступающий на S-вход триггера 13, устанавливая его в единицу, íà R-вход триггера 11, устанавливая его в нуль; и на вход "Останов" источника 1.

Ключ 9 при этом размыкается, и импульсы на вход счетчика 15 не поступают.

Таким образом, в момент времени при выполнении условия

Ч

= 1п — на выходе ис11 ву

Ч о

Ключ 7 при этом оказывается замкнутым и на входе 19 измерителя также фиксируется напряжение Uq, пропорциональное отношение меньшего измеряемого напряжения U+ к большему

Usxi

Источник 1 экспоненциально падающего напряжения работает следующим образом.

В.,исходном состоянии триггер 28 установлен в нуль, конденсатор 27 заряжается через замкнутый ключ 20 и резистор 24 от большего измеряемого напряжения,.Триггер 29 установлен в единицу, поэтому ключ 21 разомкнут. Ключ 22 разомкнут, так как триггер 28 установлен в нуль. Ключ

23 также разомкнут, так как на управляющем входе источника 1 — нулевой потенциал.

По команде "Запуск" триггер 28 устанавливается в единицу, а триггер 29 — в нуль.

При этом ключ 20 размыкается, а ключи 21 и 22 замыкаются. Начинается разряд конденсатора 27 через резистор 25 с постоянной времени с

СК (К, — сопротивление резистора

25).. При достижении напряжением Uq(t) на конденсаторе 27 значения Uq q на управляющем входе источника 1 устанавливается единичный потенциал, поэтому ключ 22 размыкается, а ключ

23 замыкается. Начиная с этого момента времени, разряд конденсатора, 27 происходит с постоянной времени e = CR (Ra. — сопротивление резис" тора 26, причем R (с R, cq (с Ю ) .

При выполнении условия Uэ(t) = U . на управляющем входе источника 1 устанавливается нулевой потенциал.

При этом ключ 23 размыкается, а ключ 22 замыкается и продолжается разряд конденсатора 27 чеоеэ резистор 25 с постоянной времени ь = CR .

После обнуления счетчика 15 появляется единичный потенциал на входе "Останов". При этом триггер 29 устанавливается в единицу, ключ 21 размыкается. Ключ 20 остается разомкнутым. Разряд конденсатора 27, прекращается, и на выходе 19 через замкнутый ключ 7 фиксируется напряжение на конденсаторе 27.

1499253

15

30

Через промежуток времени, определяемый элементом 32 задержки, триггер 28 устанавливается в нуль, ключ

20 замыкается и начинается заряд конденсатора 27 через резистор 24 до з н ач ения U ь„,, Формула изобретения

1. Устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее источник экспоненциально падающего напряжения, вход "Пуск" которого подключен к входу "Запуск" устройства, вход "Останов" — к выходу формирователя имПульсов, а выход — к вторым входам первого и второго нульорганов, первый вход второго нульоргана соединен с входом меньшего измеряемого напряжения, выход первого ключа соединен с выходом устройства к измерителю напряжения, второй и третий ключи и источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре триггера, генератор импульсов, реверсивный счетчик и элемент И, причем источник экспоненциапьно падающего напряжения выполнен управляемым, его сигнальный вход подключен к входу большего из" меряемого напряжения, выход — к сигнальному входу первого ключа, а управляющий вход к — к выходу третьего триггера, первый вход первого нуль-органа подключен к источнику опорного напряжения, а выход — к

Б-входу второго триггера и R -входу третьего триггера, выход второго нуль-органа соединен с R-входом первого триггера и S-входом третьего триггера, S-вход первого триггера подключен к входу "Запуск" устройства, R-входу четвертого триггера, входу сброса реверсивного счетчика и входу "Пуск" генератора Ймпульсов, а выход — к управляющему входу второго ключа, R-вход второго триггера . соединен с выходом формирователя импульсов и с S-входом четвертого триггера, а выход — с управляющим входом третьего ключа, выход генератора импульсов соединен с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика через второй и третий ключ соответственно, выходы реверсивного счетчика подключены к входу формиро-г вателя импульсов через элемент И, выход четвертого триггера соединен с управляющим входом первого ключа.

2. Устройство по п.l о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что источник экспоненциально падающего напряжения выполнен на четвертом, пятом, шестом и седьмом ключах, трех резисторах, конденсаторе, пятом и шестом триггерах, элементе И, элементе НЕ и элементе задержки, причем сигнальный вход источника через последовательно соединенные четвертый ключ и первый резистор подключен к выходу источника, первому выводу конденсатора и сигнальному входу пятого ключа, второй вывод конденсатора подключен к общей шине, выход пятого ключа соединен с общей шиной через последовательно включенные шестой ключ и второй резистор, а также через последовательно включенные седьмой ключ и третий резистор, управляющий вход источника соединен с управляющим входом седьмого ключа и через элемент НŠ— с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом пятого триггера, авыход — с управляющим входом шестого ключа, вход "Пуск" источника соединен с S-входом пятого триггера ,и R-входом шестого триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом пятого ключа, вход "Останов" источника соединен с 8-входом шестого триггера и через элемент задержки — с R-входом пятого триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа.

1499253

4 10

Q3rZc

Составитель С. Рыбин

Техред А. Кравчук Редактор С. Патрушева

Корректор И. Шар ошн

Заказ 4686/43 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,1 и ° tt

Га а ина 101