Со ан ссср
О П И-t-A H И. .,Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
3I0387
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №, уффб й(МПК Н 03k 13117
G 06j 3100
Заявлено 24.XI.1969 (№ 1378891/18-24) с присоединением заявки ¹
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Приоритет
Опубликовано 26.VII.1971. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 11.Х.1971
УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения
В. М. Белов, В. А. Буровцев и А. Е. Подзин
Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР
Заявитель
ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
РАЗНОПОЛЯРНЪ|Х НАПРЯЖЕНИЙ
Изобретение.,может найти применение в измерительной технике. Оно предназначено для пос роения цифровых вольтметров постоянного тока и аналого-цифровых преобразователей сс автоматическим измерением полярности ,.компенсационного напряжения в зависимости от полярности входного напряжения.
Известны автоматические цифровые вольтметры (АЦВ) и аналого-цифровые преобразователи (ALIII) для измерения разнополярных напряжений, содержащие устройство сравнения, один из входов которого подключен к источнику измеряемого напряжения, источник образцового напряжения, выход которого соединен с одним из входов цифро-аналогового преобразователя, блок управления, выход которого связан с другим входом цифро-аналогового преобразователя и через дешифратор— с индикатором отсчета. Выход устройства сравнения подключен ко входу блока управления.
В описанных устройствах трудно обеспечить высокую точность измерения напряжения различной полярности. Кроме того, схемы таких вольтметров отличаются значительной сложностью.
Целью настоящего изобретения является увеличение точности при измерении положительных и отрицательных сигналов и упрощение схемы. 2
В предлагаемом цифровом вольтметре указанные недостатки устраняются тем, что между выходом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом устройства сравнения
5 включен аналоговый элемент памяти, например конденсатор, этот же выход устройства сравнения соединен через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, с нулевой точкой схемы. В резуль10 тате этого удалось значительно упростить схему и более точно уравнять компенсационные напряжения положительной и отрицательной полярности, так как их получают от одного и того же источника образцового напряжения.
15 На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого автоматического цифрового вольтметра.
Автоматический цифровой вольтметр содержит устройство сравнения 1, один из входов которого подключен к источнику измеряемого
2О напряжения U,, источник 2 образцового напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 8, блок управления 4, выход которого связан с управляющим входом цифро-аналогового преобра25 зователя 3 и через дешифратор 5 с индикатором отсчета б. Выход устройства сравнения 1 соединен со входом блока управления 4, Между выходом цифро-аналогового преобразователя 8 и вторым входом устройства сравнения
30 1 включен аналоговый элемент памяти 7, этот
310387 же вход устройства сравнения соединен с нулевой точкой схемы через ключ 8, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления.
Принцип работы АЦВ рассмотрим отдельно при измерении положительных и отрицательных напряжений. Эпюры напряжений, поясняющие работу схемы, в различных точках блок-схемы вольтметра приведены на фиг. 2.
Источник 2 образцового напряжения выдает напряжение Uo отрицательной полярности (эпюра а). Работа прибора синхронизируется тактовыми импульсами ТИ (эпира o), вырабатываемьв|и блоком управления 4. Предположим, что устройство сравнения позволяет 15 сравнивать два напряжения одинаковой полярности (например, дифференциальный усилитель) .
Работа ключа 8 синхронизирована тактовы ми импульсами так, что в течение интервала рр времени между импульсами ключ замкнут и в течение длительности тактового импульса разомкнут. При этом сравнение измеряемого и компенсационного напряжений осуществляется лишь при разомкнутом ключе 8. 25
При измерении напряжений отрицательной полярности на выходе цифро-аналогового преобразователя (точка а»а фнг. 1) получаются импульсы, показанные на эпюре в. Амплитуда этих импульсов определяется числом У, Зо поступающим на управляющий вход цифроаналогового преобразователя, а длительность их равна длительности тактовых импульсов. В интервалы времени между тактовыми импульсами на выходе ЦАП сигнал отсутствует (выходной сигнал равен нулю).
Так как в течение времени между тактовыми импульсами напряжение на аналоговом элементе памяти (конденсаторе) равно нулю, то во время тактового импульса (при разомк- 4О нутом ключе 8) компенсационное напряжение — U„. отрицательной полярности полностью передается на вход устройства сравнения (при условии, что постоянная времени цепи «конденсатор — сопротивление разомкнутого клю- 45 ча 8» много больше длительности импульса компенсационного напряжения) .
При измерении напряжений положительной полярности на выходе цифро-аналогового преобразователя (точка а фиг. 1) получаются отрицательные импульсы, показанные на фиг. 2, эпюра г. В течение времени между тактовыми импульсами конденсатор заряжается через выходное сопротивление ЦАП и замкнутый ключ
8 до напряжения, соответствующего числу Л, поданному на управляющий вход цифра-аналогового преобразователя. В течение длительности тактового импульса напряжение на выходе ЦАП отсутствует (что соответствует
Л =О). Легко заметить, что если конденсатор сохраняет заряд в течение длительности тактового импульса, то на входе устройства сравнения (точка в фиг. 1) получаются импульсы компенсационного напряжения положительной полярности (эпюра д фиг. 2).
Предмет изобретения
Цифровой вольтметр для измерения разнополярных напряжений, содержащий устройство сравнения, источник образцового напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу цифро-аналогового преобразователя и через дешифратор к индикатору отсчета, а выход устройства сравнения соединен со входом блока управления, отлича ощийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и упрощения устройства, в нем между выходом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом устройства сравнения включен аналоговый элемент памяти, например конденсатор, а между этим же входом устройства сравнения и нулевой шиной введен ключ, причем дополнительный выход блока управления соединен с управляющим входом ключа и входом синхронизации цифро-аналогового преобразователя.
310387
Фиг.1
ТИ
Фаг 2
Составитель H. А. Козлов
Редактор Б. С. Нанкнна Текрсд А. А. Камышникова Корректоры: Л. В. Орлова и В. И. Жолудева
Заказ 2627/6 Изд. № 1056 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2
