5. Автоматическое переключение пределов измерения в циу

В ряде случаев использования ЦИУ ставится задача автоматического переключения пределов измерения. Существует несколько способов решения этой задачи, описанных в литературных источниках. Однако чаще всего указанные способы ориентированы на конкретный класс ЦИУ и совершенно неприемлемы в ЦИУ других классов. Поэтому в данном разделе рассмотрим универсальный цифровой способ автоматического переключения пределов. Функциональная схема блока автоматического переключения пределов ЦИУ, реализующая указанный способ, приведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Функциональная схема блока автоматического переключения пределов измерения ЦИУ

На рисунке обозначено: УС"<" – устройство сравнения для увеличения предела измерения; УС">" – устройство сравнения для уменьшения предела измерения; СС1 – схема совпадения, определяющая перегрузку; СС2 – схема совпадения, определяющая достижение младшего предела измерения; ТП – триггер, фиксирующий наличие перегрузки для вывода на ЦОУ

Работа схемы начинается сразу же по включении питания. С помощью цепи R1, C1 на реверсивный счетчик импульсов DD2 через элемент DD1.3 поступает сигнал "загрузка N_max", устанавливающий на выходе счетчика код управления ключами переключателя пределов, соответствующий старшему пределу измерения.

Синхронно с сигналом "готов" (конец преобразования) с измерительной части схемы на устройства сравнения УС">" и УС"<" поступает код результата измерения N_X. Сигнал "готов" служит также стробом разрешения прохождения результатов сравнения с УС">" и УС"<" на реверсивный счетчик импульсов. УС">" и УС"<" сравнивают код N_X соответственно с минимальной N_min и максимальной N_max границами диапазона измерения и определяют необходимость снижения или увеличения предела измерения. При этом на выходе сработавшего устройства сравнения появляется логическая единица, увеличивающая или уменьшающая выходной код DD2.

Схемы совпадения СС1 и СС2 определяют, соответственно, превышение максимального и достижение минимального пределов измерения.

При срабатывании СС1 в задним фронтом сигнала "готов" (начало следующего измерения) устанавливается в "1" триггер перегрузки ТП и на ЦОУ отображается признак перегрузки прибора. ТП будет сброшен в "0" задним фронтом сигнала "готов", если "перегр." = 1.

При срабатывании СС2 запрещается дальнейшее уменьшение предела измерения. Это необходимо, т.к. реверсивные счетчики импульсов по логике своей работы на вычитание после минимального выходного кода имеют следующее состояние – максимальный код.

Для обеспечения наибольшей точности измерения на всех поддиапазонах следует задавать N_min = 0,1N_max.

Достоинство схемы. Универсальность. Данную схему можно использовать как в ЦИУ с квантованием по уровню, так и в ЦИУ с квантованием по времени любого из рассмотренных в предыдущих разделах типа.

Недостаток схемы. Поскольку схема, по сути дела, реализует метод последовательных приближений, ее быстродействие определяется временем преобразования измерительной части ЦИУ, помноженным на количество пределов измерения.