Устройство для автоматическойустановки нуля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцналистичесник

Республик (11839042

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 270679 (21) 2787950/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 150681. Бюллетень № 22 51 „К„э

Н 03 К 5/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 374. .332(088.8) Дата опубликования описания 1506.81

Ю (72) Авторы изобретения

Э.С. Козлов, В.С. Павлов и Д.И. Стариков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

НУЛЯ

Изобретение относится к аналоговои и информационно-вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых счетно-решающих устройствах, а также в прецизионных и измерительных усилителях постоянного тока.

Известны устройства для автоматической установки нуля, содержащие усилители постоянного тока, вход кото-1О рого подключен через последовательно соединенные суммирующее звено и коммутатор входных сигналов к шине входных сигналев, а выход через резистивно-емкостные звенья — к второму входу суммирующего звена (1) .

Недостатком устройства является наличие погрешности, вносимой разрядным током запоминающего конденсатора при большой длительности времени решения или измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для,автоматической установки нуля, содержащее усилитель постоянного тока, суммирующее звено, элемент сравнения, блок управления и коммутатор входного. сигнала, первый вход которого подключен к шине входных сигналов, второй вход - к шине нулевого потенциала, управляющий вход — к первому z:.:.— ходу блока управления, а выход— через последовательно соединенные суммирующее звено и усилитель постоянного тока и шине выходных сигналов и первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с шиной нулевого потеициала (2).

Однако это устройство характеризуется недостаточным быстродействием, которое ограничено требованиями, устойчивости системы при условии, что усилители постоянного тока могут иметь различные характеристики, недостаточная точность, которая обусловлена однонаправленностью процесса установки нуля, что исключает возмо«ности запоминания импульсной помехи, а также необходимость подстройки системы при замене усилителя постоянного тока, имеющего одни характеристики, усилителем, имеющим другие характ ернстики.

Цель изобретения — повышение точности и быстродейстьия устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для автоматической установки нуля, содержащее усилитель постоянного тока, суммирукщее звено, элемент сравнения, блок управления и коммута839042 тор входного сигнала, первый вход которого подключен к шине входных сигналов, второй вход — к шине нулевого потенциала, управляющий входк первому выходу блока управления. а выход — через последовательно соединенные суммирующее звено и усилитель постоянного тока к шине выходных сигналов и первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с чинной нулевого потенциала, введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь дискретизатор уровня, формирователь сигналов управления частотой, генератор импульсов заполнения и коммутатор эаполнения,при этом выход усилителя постояныого тока 15 подключен через последовательыо.соединенные дискретизатор уровня, формирователь сигналов управления частотой, генератор импульсов заполнения к входу коммутатора эаполйения, управ- О ляющий вход которого подсоединен к второму выходу блока управления, а выход - к счетному входу реверсивного счетчика, управляющими входами подсоединенного к выходам элемента сравнения, а выходом — через цифроаналоговый преобразователь - к второму входу суммирующего звена, На чертеже пРедставлена структурная схема устройства для автоматической установки нуля. Устройство для автоматической установки нуля содержит, коммутатор 1 входного сигнала, суммирующее звено

2, усилитель 3 постоянного тока, элемент 4 сравнения, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, генератор 7 импульсов, коммутатор 8 заполнения,: дискретиэа" тор 9 уровня, формирователь 10 сигналов управления частотой и блок 40

11 управления.

Устройство для автоматической установки нуля работает следующим образом.

Установка нуля осуществляется 4 автоматически по сигналу из .блока 11 управления, который управляет работой коммутатора вхьдного сигнала 1 и коммутатора 8 заполнения. В момент установки нуля коммутатор 1 вход- о ного сигнала соединяет первый вход суммирующего звена 2 с нулем схемы, а коммутатор 8 заполнения соединяет выход генератора 7 импульсов заполнения со счетным входом реверсивного счетчика 5.В зависимости от величины и полярности смещения нулевого уровня на выходе усилителя 3 постоянного тока, схема 4 сравнения выра батывает управляемый сигнал либо вход прямого счета, либо на вход 60

Обратного счета реверсивного счетчика 5. В соответствии с этим импульсы заполнения, поступившие на счетный вход реверсивного счетчика 5, будут либо суммироваться, либо вычитаться. Код с выхода реверсивного счетчика- 5 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 6, который преобразует его в напряжение, которое через суммирукщее звено 2 по;, дается на вход усилителя 3 постоянного тока и компенсирует величину смещения нуЛевого уровня. При заполнении реверсивного счетчика 5 импуль» сами от нуля до максимального значения, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 6 изменяет ьщах >о -+ си лак.

Таким образом, в зависимости от полярности напряжения смещения нуля усилителя 3 постоянного тока, на выходе цифроаналогового преобразователя 6 по мере заполнения раверсивного счетчика 5 импульсами происходит увеличеыие положительного или отрицательного напряжения, которое уменьшает величину смещения нулевого уровня на выходе усилителя 3 постоянного тока. При изменении знака смещения нуля элемент 4 сравнения изменяет направление счета реверсивного счетчика 5. Таким образом, в момент компенсации реверсивный счетчик 5 находится в состоянии динамического равновесия, при котором сигнал на выходе усилителя 1 постоянного тока находится в области близкой к нулевому значению с погрешностью младшего разряда цифроаналогового преобразователя 6 точность установки нуля усилителя 3 постоянного тока определяется чувствительностью элемента 4 сравнения и количеством разрядов цифроаналогового преобразователя 6

Й д дскб и< где йV - погрешность установки нуля, граница смещения нулевого

Сноса уровня одной полярности, число разрядов цифроаналогового преобразователя.

Дискриминатор 9 уровней . разбивает диапазон ца.ряд фиксированных уровней, по которым формирователь 10 сигналов управления частотой формирует сигналы, управляющие частотой следования импульсов, вырабатываемых генератором 7 импульсов заполнения.

При большом значении Ус„ - частота большая. По мере уменьшеыия величины Ч м частота уменьшается. Это позволяет повысить быстродействие и обеспечить его устойчивую работу при применении усилителей 3 постоянного тока с различными характеристиками.

При этом устройство не требует никаких дополнительных регулировок.

В рабочем состоянии коммутатор 1 входного сигнала соединяет первый вход суммирующего звена 2 со входом уст-. ройства, а коммутатор 8 заполнения отсоединяет выход генератора 7 импульсов заполнения от счетного входа

839042

Формул а и эобрет е ния

ВНИИ ПИ Заказ 4 180/3

Тираж 988 Подписное реверсивного счетчика 5. Поступление импульсов прекращается и реверсивный счетчик 5 остается в некотором статическом состоянии, в котором он может находиться сколько. угодно долго.

B соответствии с этим состоянием на выходе цифро-аналогового преобразова-. теля б сохраняется значение потенциала, компенсирующее .погрешность or смещения нулевого уровня усилителя 3 постоянного тока.

Таким образом, введение в устройство дополнительных элементов позволяет обеспечить устойчивую работу устройства в широком диапазоне изменения характеристик применяемых усилителей постоянного тока, а также достигать большого быстродействия, что обеспечивается увеличением скорости изменения величины компенсирующего воздействия при увеличении абсолютного значения смешения нуля на выходе усилителя постоянного тока. Возможность изменения направления формирования компенсирующего воздействия в процессе установки нуля снижает вероятность запоминания импульсной помехи, и следовательно, повышает точность устройства.

Устройство для автоматической установки нуля, содержащее усилитель постоянного тока, суммирукщее звено, элемент сравнения, блок управления и коммутатор входного сигнала, первый вход которого подключен к шине входных сигналов, второй входк шйне нулевого потенциала, управлякщий вход — к первоьф выходу блока управления, а выход - через последовательно соединенные суммирующее звено и усилитель постоянного тока к шине выходных сигналов.и первоь входу элемента, сравнения, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в ttего введены реверсивный счетчик, циФроаналоговый преобразователь, дискретиэатор уровня, формирователь сигналов управления частотой, генератор импульсов заполнения и коммутатор заполнения, при этом выход усилителя постоянного тока подключен через последовательно соединенные дискретизатор уровня, формирователь сигналов управления частотой, генератор импульсов заполнения к

20 входу коммутатора заполнения, управляющий вход которого подсоединен к второму выходу блока управления, а выход — к счетному входу реверсивного счетчика, управлякщими входами

3$ йодсоединенного к выходам элемента сравнения, а выходом - через цифроаналоговый преобразователь — к второму входу суичирукщего звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Николаев Н.С. и др. Аналоговая математическая машина УСИ-1 для решения краевых задач уравнений математической физики, и., "Иашгиз", 1962, с. 183-185.

2. Гельман И.И. и др. Дискретные преобразования моноимпульсных сигналов. И., "Лтомиэдат", 1975, с. 99-101. рис. 2-27 (прототип).

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4