Устройства для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (i 951694 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 26.09.80(21) 2987152/18" 21 с присоелинением заявки РЙ (23) приоритет (5! )М. Кл.
Н 03 К 13/08
3Ъеудароткнный комитет
СССР по делом изобретений в открытвй (53) УДК 681. 325, (088.8)Опубликовано 15.08.82. Бюллетень М 30
Дата опубликования описания 17. 08. 82 (72) Автор . изобретения
В. Д. Озерский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ
ВЕЛИЧИН С АВТОМАТИЧЕСКИМ ИАСШТАБИРОВАНИЕИ
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова" но в измерительных приборах, а также в информационных измерительных системах для измерения аналоговых величин в широком диапазоне с автоматическим масштабированием.
Известно устройство для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием, содержащее после" о довательно соединенные блок изменения масштаба, селектор шкалы, первый распределитель импульсов, первый элемент И и первый генератор синхроимпульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), например, поразрядного уравновешивания, включающий в себя последовательно соединенные нуль-орган, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП ), блок управления, второй щ распределитель импульсов, второй элемент И и второй генератор синхроимпульсов, одновибратор, при этом второй вход блока изменения масштаба яв2 ляется первым входом устройства, вход одновибратора - вторым входом устройства, выход блока изменения масштаба соединен с вторым входом нуль-органа, выход которого соединен с вторым входом блока управления, выход одновибратора соединен с входами генераторов синхроимпульсов и с вторыми входами распределителей импуль" сов, вторым входом селектора шкалы и третьим входом блока управления.
Известное устройство содержит также дешифратор минимального значения, определяющий соответствие между входным аналоговым сигналом, равным нулю, и выходным кодом АЦП (например, "1.0...0" ) и дешифратор максимального значения, определяющий соответствие между входным аналоговым сигналом, превышающим величину напряжения, ограниченного возможностями АЦП, и максимально возможным кодом АЦП (напри» мер„ "1. 1... 1" для положительной по" пярности и "0.0...0" для отрицательной
951694 полярности входного аналогового сигнала) (1).
Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-за необходимости каждый раз перед тем, как переключить шкалу следующего масштаба, осуществить цикл преобразования ЛЦП.. В результате время измерения определяется числом синхроимпульсов, затраченных на перебор шкал масштаби- 1В рования, и числом синхроимпульсов,, затраченных на все циклы преобразования АЦП, которые необходимы для выбора нужной шкалы масштабирования.
Цель изобретения - повышение быст- 1 родействия.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием, содержащее одновибра- ?в тор,. вход которого соединен с первой входной шиной, последовательно соединенные, блок изменения масштаба, второй вход которого соединен с второй входной шиной, селектор шкалы, первый распределитель импульсов, первый элемент И и первый генератор синхро-. импульсов, аналого-цифровой преобразователь, выполненный на последовательно соединенных нуль.-органе, циф- ЭО ро-аналоговом преобразователе, блоке управления, втором элементе И, втором распределителе импульсов и втором генераторе синхроимпульсов, второй вход которого соединен с вторым вхо- у дом первого генератора синхроимпульсов, выходом одновибратора, с вторыми входами распределителей импульсов, вторым входом селектора шкалы и третьим входом блока управления, go а второй вход нуль-органа соединен с выходом блока изменения масштаба, а его выход соединен с вторым входом блока управления, введены последовательно соединенные элементы ИСКЛЮЧАЮ . gj
1ЦЕЕ ИЛИ,, И"НЕ и НЕ, при этом первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом нуль-органа, второй вход - с первым выходом блока управления, второй вход элемента И"НЕ соединен с первым выходом второго рас" пределителя импульсов, а выход - c вторым входом второго элемента И, выход элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И.
На чертеже представлена устройство для измерения аналоговых величин с автоматическим масштабированием.
Уст ройст во содержи т блок 1 и зменения масштаба,. селектор 2 шкалы, первый распределитель 3 импульсов, первый элемент 4 И., первый генератор 5 синхроимпульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6 поразрядного уравновешивания, включающий в себя последовательно соединенные нуль-орган 7, цифро-аналоговый преобразователь ЦАП 8, блок 9 управления, второй:распределитель 10 импульсов, второй элемент 11 И и второй генера тор 12,синхроимпульсов. Устройство содержит также одновибратор 13, первую входную шину 14, вторую входную шину 15., первые выходные шины 16 (выходы селектора 2 шкалы) вторые выходные шины 17 устройства (выходы блока 9 управления), элемент 18 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 19 И-НЕ и элемент 20 НЕ.
Устройство работает следующим образом.
При подаче сигнала на первую входную шину 14 срабатывает одновибратор 13 и устройство устанавливается в исходное состояние. При этом в блоке 1 изменения масштаба устанавливается минимальная шкала, на выходе блока 9 управления формируется код
"1.000", на выходе ЦАП 8 — напряжение 0цо О, а на первом выходе второго распределителя 10 импульсов устанавливается логический "О".
Таким образом, на выходе элемента 19 И-НЕ устанавливается "1, а на выходе элемента 20 НЕ - "0". В результате на второй вход элемента 11 И поступает "1", а на второй вход элемента 4 И - "О". После окончания импульса одновибратора 13 генератор 12 синхроимпульсов выдает первый импульс. Этот импульс, пройдя элемент 11 И, поступает на распределитель 10 импульсов, на первом выходе которого формируется единичный потенциал. В зависимости от полярности < сигнала (1 (, поступающего с блока 1 изменения масштаба на вход нуль-органа 7, относительно Оцдлнуль"ор" ган 7 выдает на выход сигнал логического "0" или "1". Сигнал логического "0" выдается при условии (1 9
"1" npv IJ lj „. Если на вторую входную шину 15 поступает напряжение отрицательной полярности, то к моменту прохода первого импульса 0 (с Оц я.
На выходе нуль-органа 7 устанавлива5 951694 6 ется»1». По этому сигналу первым им- ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ появляется»1", так пульсом с распределителя 10 импуль-, как с первого выхода блока 9 управ сов в блоке 9 управления на первом ления поступает »1». На выходе эле. выходе устанавливается »0", т.е. с мента 20 НЕ - "1», элемент 1 И закрш" блока 9 управления выходит код б 9 я ыходит код »О вается элемент 4 И открывается и
0...0", что формирует на выходе ЦАП 8 т.д., и начинается масштабирование. напряжение отрицательной полярности, Когда масштабирование заканчивается соответствующее максимальному значе- U<< } U >,. на выходе нуль"органа 7 нию для минимальной шкалы блока 1 из- появляетс я»1» на выхо е элемен A ия масштаба. При этом, если U < 10 та 18 ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ - "О», на вы менения масшта а.
- .»1» на вы
»1» В ез льтате на выходе эле- ходе элемента 20 я элемент 11 И открывается, мента 18 ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ появляется закрывается, элемент l p
»1", на выходе элемента 9
19 -HE - и начинается цикл преобразования
»0»,а на выходе элемента 2р НЕ»! 1 !3 АЦП 6. Результат преобразования инФ дицируется на выходах 16 и 17 устрои
Элемент И 11 закрывается, а элемент 4 И открывается, генератор 5 ства. синхроимпульсов выдает импульс для Таким образом, по сравнению с промасштабирования. тотипом при преобразовании аналогово
А
Промасштабированное в блоке 1 из го сигнала повышаетсв быстродействие менениЯ масштаба напРЯжение постУпает преобразования, так как сокращается на вход нуль-органа 7 и, если снова число импульсов, затраченных на пере0Х< }ООп, то пРоисходит вновь отРа- .. бор шкал масштабирования и на весь ботка элементов 18, 19 4, генера- цикл преобразования
25 тора 5, распределителя импульсов 3, селектора 2, блока 1 до тех пор, пока не станет Ох 7 Оцуп Тогда на выходе формула изобретения нуль"органа 7 появляется »О», на вы" ходе элемента 1.8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ- Устройство для измерения аналого»i »30
»О», на выходе элемента 19 И НЕ . вых величин с автоматическим масшта" на выходе элемента 20 НЕ - »О".. Эле бированием, содержащее одновибратор, Мент 11 И открывается, элемент 4 И . вход которого .подключен к первой закрывается, и генератор 12 синхро- входной шине, последовательно соединенимпульсов начинает подавать импУльсы ные блок изменения масштаба, второй для преобразования в АЦП 6. На пер- вход которого соединен с второй входвом выходе распределителя 10 импуль" ной шиной, селектор шкалы; первый сов появляется нулевой потенциал| ко- .распределитель импульсов, первый эле- ° торый сохраняется на весь цикл рабо- . мент И и первый генератор синхроимты АЦП, что запрещат переход к мас- пульсов, аналого-цифровой преобразо-, штабированию. После завершения цикла ватель, выполненныи на последователь" ао с преобразования в АЦП результат преоб но соединенных нуль-органе, цифро" разования устройства индицируется на . аналоговом преобразователе, блоке упвыходах 16 и 17 устройства. равления, втором распределителе имЕсли на вторую входную шину 15 по- пульсов, втором элементе И и втором ступает напряжение положительной по- генераторе синхроимпульсов, второй лярности, то к моменту прихода перво- вход которого соединен с вторым вхого импульса Vy> U „.На выходе нуль-ор- дом первого генератора синхроимпуль гана 7 устанавливается »О». По этому сов, выходом одновибратора, с вторы.ми входами распределителей импульсов, лителя 10 импульсов в блоке 9 управ- вторым входом селектора шкалы и треления устанавливается код я код»1-1» что тьим входом блока управления, а втоформирует на выходе ЦАП 8 напряжение рой вход нуль-органа соединен с выхоположительнои полярности, с ти соответст- дом блока изменения масштаба, а его вующее максимальному значению для миачению для ми- выход соединен с вторым входом блока нимальной шкалы блока 1 изменения управле павления отли чающвеся масштаба. При этом, если снова ОрЦ@.щ тем, что, с целью повышения быстро» на выходе нуль-органа 7 остается 0 . действия, введ я вв ены последовательно
В результате на выходе элемента 18 соединенные Элеме нты ИСКЗЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 95) 694 8 .И-HE и НЕ, при этом первый вход эле- входом второго элемента И, выход элемента ИСКЛОЧАЮЦЕЕ ИЛИ соединен с вы- мента НЕ соединен с вторым входом ходом нуль-органа, второй вход - с первого элемента И. первым выходом блока управления, вто- Источники информации, рой вход элемента И-НЕ соединен c > принятые во внимание при экспертизе первым выходом второго распредели- 1. Патент CIA N 3.187.323, теля импульсов, а выход -. с вторым кл. 340"347,. 1965.
Составитель Л. БеляеваРецактоо Л. Веселовская Техреду К Ныйьо
Корректор А. Дзятко
Подписное
Заказ 5973/75 Тираж 959
ВНИИПИ Г осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1130 5 Москва .Ж-3 Раушская наб, g. 4/$
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,
