Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 151
Скачиваний: 0
сывается в состояние единичное, а Тг2 не изменяет своего состояния, так как на его вход поступает отрицательный импульс с Тг1. Второй входной импульс возвращает Тг1 в исходное состояние и положительным импульсом пе реключает Тг2 в состояние 1. Третий входной импульс переводит Тг1 в состояние 1 и не влияет на Тг2. Четвер тый импульс переключает триггеры Тг1 и Тг2 в исходные состояния, при этом Тг2 положительным импульсом пе реключает ТгЗ в состояние 1.
Из временной диаграммы (рис. 5-25, б) нетрудно уста новить, что Тг1 перебрасывается каждым входным им пульсом, Тг2 — после каждых двух входных импуль сов, ТгЗ — после каждых четырех, а Тг4 — после восьми импульсов. Сочетание потенциалов на выходах триггеров представляет двоичным кодом число сосчитанных входпых пмпульсов. На временной диаграмме показаны про цесс счета п двопчпая запись сосчитанных 'импульсов внизу диаграммы п десятичная запись входных импульсов вверху ее. После 16-го импульса триггеры возвращаются в исходное состояние, и затем счет будет повторяться, так что емкость тетрады равна 15.
На рис. 5-26, а показана структурная схема одной триггерной счетной четверки двоично-десятичного счет чика. Она соответствует одному разряду десятичного числа, т. е. декаде, которая выполняет в двоичном коде счет чисел (0—9) своего разряда десятичного числа. Таким образом, схема триггерной четверки двоично-де сятичного счетчика должна обеспечить возвращение всех
триггеров в |
исходное нулевое состояние после |
подачи |
на вход десятого импульса (рис. 5-26, б). |
|
|
Пересчет |
на 10 обеспечивается применением |
цепп |
обратной связи. Для этой цели перед входом Тг2 уста новлен элемент & (И), выполняющий роль бесконтакт ного ключа-клапана (§ 5-8, а), управляемого выходным потенциалом Тг4 (выполнен без счетного входа). Управ ляющий сигнал подается на клапан с инверсного выхода Q триггера Тг4, так как этот сигнал, имея значение 1, от крывает клапан, чему соответствует состояние 0 триг гера Тг4. До восьмого импульса рассматриваемая схема ведет себя (рис. 5-26, б) так же, как и двоичный счетчик, так как клапан открыт, а Тг4 еще не действует. Импульсы от Тг1, поступающие на вход 0 триггера Тг4, в этот период не действуют на него, так как он находится в состоянии 0. Восьмой импульс переводит Тг4 в состояние 1, и клапан
162
закрывается. |
Девятый |
импульс |
вызывает |
переход |
Тг1 |
||||
пз состояния 0 в состояние 1. При десятом |
импульсе |
Тг1 |
|||||||
перебрасывается |
в состояние |
0, |
Тг2 не |
перебрасывается |
|||||
|
|
|
|
|
|
кг' |
|
кг3 |
|
(и) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.ГТЩ-, |
|
|
|
|
|
|
|
К следу |
|
ВхоР] |
|Д- |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ющей |
• |
||
|
|
|
тгг |
|
|
|
|
декаде |
|
ТП |
|
|
|
ТгЗ |
|
Тг4 |
|
||
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
Входные |
|
1 |
2 3 4 |
5 6 7 |
8 9 |
/0 111213 |
П |
1516 17 |
|
|
fvKKKKKKN К К К К К К К N М |
|
|||||||
импульсы |
|
|
|||||||
Выход |
|
J U U U |
|
L ^ U U U L |
|
||||
Тг1 |
|
Hem |
|
||||||
|
|
|
|
|
переброса |
|
TrZ |
|
|
Выход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тг2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выход |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТгЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выход |
|
|
|
|
|
-Переброс |
ТгЬ |
|
|
Тг4 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
Рис. 5-26. Декада |
двоично-десятичного |
счетчика, |
|
||||||
|
|
а — схема; |
С — временная диаграмма. |
|
|
из-за закрытого клапана, а Тг4 перебрасывается в состоя ние 0, и вся триггерная четверка переходит в исходное состояние. Одновременно возникает импульс на входе 1-го триггера следующей четверки (декады).
6* |
163 |
з) Шифраторы и дешифраторы
Шифраторами и дешифраторами называются преобра зователи одних кодов в другие. Шифраторами обычно на зываются преобразователи десятичного кода в двоичный,
Вход
Р п с . 5-27. Декада двоитпо- а — функциональная cxesiat
а дешифраторами — преобразователи двоичного кода в де сятичный.
На рис. 5-27 даны функциональная и принципиальная схемы одной декады двоично-десятичного дешифратора для кода 8 — 4 — 2 — 1 . Число декад в дешифраторе равно числу десятичных разрядов кода. Дешифратор преобра зует число, выраженное в двоичной системе, определяе мое положением триггеров, в напряжение на том из де сяти выходов, номер которого в десятичпой системе со ответствует числу, поданному на вход дешифратора.
164 |
1 |
Например, при подаче на вход числа 0001 напряжение появится на выходе 1. Выходы дешифратора соединяются с цифровым отсчетным устройством (§ 5-8, и), которое вос производит изображение десятичных чисел. Управление ими требует десяти проводов на каждый десятичный разряд.
Вход
десятичного дешифратора,
б— принципиальная схема.
На вход дешифратора подаются одновременно прямые {В) и инверсные {В) сигналы для каждого двоичного раз ряда. При каждой комбинации входных потенциалов возбуждается лишь одна выходная шина. Эта шина опре деляется совпадением отрицательных потенциалов на всех входах соответствующей схемы И. Вход схемы И соеди няется с шиной В данного разряда, еоли в кодовой комби нации числа М этот разряд имеет значение 1, а при зна чении 0 вход соединяется с шиной В. Схемы совпадения (И) имеют разное число входов (рис. 5-27, а), например И 0
165
п TTj по четыре входа, а И 8 и Ив по два входа. Это объяс няется следующим. При использовании всех 16 возмож ных комбинаций четырехразрядного двоичного кода по лучили бы 16 схем И с четырьмя входами. Так как число возможных комбинаций меньше, то дешифратор можно упростить. Кодовые комбинации цифр от 2 до 7 (табл. 5-1) отличаются тем, что если один из двух средних двоичных разрядов с весами 21 и 22 принимает значение 1, то старший разряд с весом 23 равен 0, так что его можно не учитывать прп дешифровке, и схемы совпадения И2 —И7 получаются
с |
тремя выходами. Если старший двоичный разряд кода |
с |
весом 23 имеет значение 1, то это обозначает цифру 8 |
или 9. Для того чтобы различить их, необходимо знать значение младшего разряда с весом 2°, так как значения двух других разрядов равны 0 и их не учитывают при де шифровке. Таким образом, схемы И8 и И0 имеют только по два входа.
Схемы совпадения И |
п принадлежащие им диоды Д |
п сопротивления R на обеих схемах имеют одинаковые |
|
индексы М. |
|
Схемы дешифраторов, |
аналогичные представленной па |
рис. 5-27,6", получили название д и о д н ы х м а т р и ц . Рассмотрим еще в качестве примера схему одного блока простейшего дешифратора, управляющего одной декадой отсчетиого и цифрового устройства (§ 5-8, и), применяе мого в электромеханических цифровых приборах. Блок дешифратора (рпс. 5-28) в основном состоит из четырех реле, десяти ламп и десяти диодов. При загорании той или иной лампы на экране прибора появляется цифра,
соответствующая индексу лампы.
На вход блока дешифратора поступает код, элементы которого имеют веса 5 — 2 — 1 — I 1 . В исходном положении блока дешифратора (рис. 5-28) при отсутствии сигналов на входных зажимах управляющей цепи от вспомогатель
ного |
источника питания |
проходит |
ток |
через |
ключ |
Klt |
|
лампу Л0, ключи Л"2, |
И3, |
Я 4 , при |
этом |
горит |
лампа |
Л0 |
|
и на |
экране прибора |
видна цифра |
0. |
|
|
|
При поступлении элемента кода с весом 1 срабатывает реле 3, переключающее контакты 3 в положение, проти воположное указанному на рис. 5-28, и ток проходит че рез лампу Лъ а на экране появляется цифра 1.
При поступлении на вход дешифратора кода с весами 5 и 2, соответствующими цифре 7, срабатывает реле 1 и 2, которые перебрасывают свои контакты, и зажигается Л7.
166
Читателю предлагается проследить за положением ключей и прохождением тока по цепи при подаче кода, соответствующего цифре 6; кроме того, предлагается проверить, не будет ли ток проходить и по другим лампам при указанном коде, по при отсутствии вентилей.
1
г
5
Р п с . 5-28. Схема одного блока дешифратора.
Вентили в рассматриваемой схеме устраняют появле ние паразитных связей.
Для трехразрядного отсчетного устройства, дающего возможность регистрировать числа от 0 до 999, требуются три блока дешифратора.
и) Цифровые отсчетные устройства
Цифровые отсчетные устройства предназначены для визуального наблюдения результатов измерения в цифро вой форме. Наиболее распространенными из них являются проекционные с торцевой подсветкой и на цифровых ин дикаторных лампах.
Проекционное устройство (рис. 5-29) состоит из ламп alt й 2> •••> йш> блока конденсаторов б, диафрагмы д, диапози-
167
тивов .с изображением цифр в, блока объективов г и эк рана з из матированного органического стекла, на который
проектируются цифры. Для |
|
одного десятичного разряда |
||||||||||||
|
|
|
|
чисел |
применяется |
десять |
||||||||
|
|
|
|
ламп. |
|
Оптические |
оси |
|||||||
|
|
|
|
проекторов, |
образованных |
|||||||||
|
|
|
|
лампами, |
конденсорами |
и |
||||||||
|
|
|
|
объективами, |
пересекают |
|||||||||
|
|
|
|
ся |
в центре экрана. В за |
|||||||||
|
|
|
|
висимости |
|
от |
|
значения |
||||||
|
|
|
|
измеряемой- |
величины |
за |
||||||||
|
|
|
|
горается та или иная лам |
||||||||||
|
|
|
|
па и на экран проекти |
||||||||||
|
|
|
|
руется |
соответствующая |
|||||||||
|
|
|
|
ей |
цифра. |
Для |
каждого |
|||||||
|
|
|
|
разряда |
числа |
необходим |
||||||||
|
|
|
|
один |
экземпляр |
|
рассмо |
|||||||
|
|
|
|
тренного |
устройства. |
|
|
|||||||
Р и с. 5-29. |
Проекционное |
з'строй- |
|
Отсчетное устройство |
с |
|||||||||
|
ство. |
|
|
торцевой |
подсветкой (рис. |
|||||||||
|
|
|
|
5-30) состоит из пакета |
||||||||||
|
|
|
|
пластин |
из |
органического |
||||||||
|
|
|
|
стекла. |
Каждая |
пластина |
||||||||
|
|
|
|
может |
|
подсвечиваться |
в |
|||||||
|
|
|
|
торец своей лампой. Вслед |
||||||||||
|
|
|
|
ствие |
подсветки |
той |
или |
|||||||
|
|
|
|
ииой |
пластины возникает |
|||||||||
|
|
|
|
эффект |
свечения |
благода |
||||||||
|
|
|
|
ря |
полному |
отражению |
||||||||
|
|
|
|
света |
от внутренних плос |
|||||||||
|
|
|
|
костей |
пластины, |
и, |
если |
|||||||
|
|
|
|
смотреть' |
спереди, |
стано |
||||||||
|
|
|
|
вится |
|
видимой |
|
цифра, |
||||||
|
|
|
|
выгравированная |
|
на |
по |
|||||||
|
|
|
|
верхности |
|
подсвеченной |
||||||||
|
|
|
|
пластины. При этом непод- |
||||||||||
Рпс . 5-30. |
Отсчетное устройство |
свеченные |
|
пластины |
ос |
|||||||||
таются |
прозрачными |
|
и |
|||||||||||
с торцевой подсветкой, |
источни |
выгравированные |
|
на |
них |
|||||||||
ком света |
(1) и светопроводом (2). |
|
||||||||||||
цифры не |
видны. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Цифровая индикаторная газоразрядная лампа (рис. 5-31) |
||||||||||||||
имеет десять проволочных |
катодов |
в |
форме |
цифр от |
0 |
|||||||||
до 9 и один анод в виде сетки. При наличии |
напряжения |
|||||||||||||
между анодом и одним из |
катодов |
наблюдаются |
разряд |
168
Р и с . 5 - 31 . Индикаторная лампа И Н - 1 .
а — пиешпнй вид; б — цоколсвка; в — схема включения.
н свечение соответствующей цифры. Отсчет производится через стеклянный торец лампы. Лампа имеет цоколь с одиннадцатью штырьками, соединенными с ее электро дами.
5-9. Ц И Ф Р О В Ы Е В О Л Ь Т М Е Т Р Ы , Ч А С Т О Т О М Е Р Ы , ФАЗОМЕТРЫ
а) Вольтметры
Характерным представителем электромеханических цифровых вольтметров, работающих на принципе пораз рядного уравновешивания, является вольтметр завода «Вибратор» типа ТЦ1311 (рис. 5-32).
Вольтметр предназначен для измерения постоянного
напряжения и имеет четыре предела |
измерения: 0,999— |
||
9 , 9 9 - 9 9 , 9 - 9 9 9 В. |
|
|
|
Измеряемое напряжение Ux при помощи входного |
|||
делителя делится в отношении 1/1; 1/10; 1/100; |
1/1000. |
||
Напряжение на выходе делителя Ux |
измеряется |
при |
по |
мощи компенсатора. Компенсирующее напряжение |
UH |
||
подбирается переключателем сопротивлений R3—Вы |
кон |
||
тактами двухобмоточных реле Рг—Ры. |
Включение |
реле |
выполняется электромеханическим программирующим пе реключателем. При движении щетки переключателя про исходит поочередное соприкосновение ее с той или иной ламелью (Л'3, Л^, Л\ и т. д.) переключателя и включение
соответствующего реле.' |
Напряжение U'x сравнивается |
с UK нуль-органом, на |
входе которого включено реле |
РП-5. |
|
169