186560

ОПИСАНИ Е 186560 Союз Советскиз Социалистическиз РеспурлинК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 14,1.1965 (гю 938343/26-10)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано ОЗ.Х,1966. Бюллетень19Дата опубликования описания 22.Х,1966 Кл, 21 е, 36/01 Комитет по лолам изобретений и открытий при Совете Министров СССР.085,4 (088.8) Авторыизобретения 1 а3(:./ .,Л. К. Рукина и В. Г. Кнорринг Заявитель ЦИФРОВОЙ МИЛЛИАМПЕРМЕТР ПОСТОЯННОГО ТОКА Известны цифровые приборы, использующиепринцип следящего уравновешивания,В предложенном цифровом миллиамперметре для повышения быстродействия, уменьшения влияния дрейфа нуля, снижения зоны нечувствительности и получения дискретного отсчета измеряемой величины с аналоговой интерполяцией в пределах единицы дискретности, в качестве преобразователя перемещенияв последовательность импульсов использован 10дифференциальный частотный датчик, а устройство регистрации содержит аналоговыйфазометр, регистрирующий доли периода, иреверсивный счетчик импульсов, регистрирующий целые периоды накопленной разности фаз 15между сигналами двух половин датчика.На чертеже дана схема описываемого прибора.Измеряемая величина - ток 1 - подается врамку 1 гальванометрического преобразователя, которая конструктивно выполнена как единое целое с осью 2 и подвижной пластинойемкостного дифференциального преобразователя 3 (вместо емкостного преобразователяможет быть использован индуктивный, струнный или другой частотный преобразователь),Две половины емкостного преобразователявключены в частотно-зависимые 1.С - цепигенераторов 4 и 5. Выходные частоты генераторов через соответствующую цепь антисов- ЗО падений 6 поступают на входы сложить и вычестьреверсивного счетчика импульсов 7, показания которого можно прочесть на отсчетном устройстве 8, Код Ж на выходе счетчика преобразуется с помощью преобразователя код-аналог 9 в ток 1 р, который сравнивается с измеряемым током 1 в рамке гальванометрического преобразователя.Принцип действия прибора следующий.В исходном состоянии (при отсутствии измеряемой величины) генераторы настроены так, что разность частот на входах счетчика равна нулю, При воздействии измеряемой ве. личины 1 на оси гальванометрического преобразователя появится момент М - ВЮ 51 (где В - индукция в зазоре постоянного магнита, и" - число витков рамки, 5 - ее площадь), который вызовет перемещение средней подвижной пластины дифференциального емкостного преобразователя. Это, в свою очередь, вызовет изменение емкости частотно-зависимых контуров генераторов, что приведет к изменению их частот. При этом частота генератора 4 увеличится, а частота генератора 5 уменьшится. Показания реверсивного счетчика будут нарастать до тех пор, пока ток 1, получаемый на выходе преобразователя коданалог, не уравновесит измеряемого тока 1.В установившемся режиме выполняется условие 1=1;, а это значит, что по рамке галь.50 55 бо 65 ванометрического преобразователя ток не течет, момент на выходе преобразователя равен нулю, и пластина дифференциального преоб. разователя занимает среднее положение (такое же, как и при отсутствии измеряемой величины); емкости обеих половин дифференциального преобразователя равны между собой, а следовательно равны и частоты генераторов. В этом установившемся режиме отсчет по устройству 8 пропорционален измеряемой величине. Наличие сколь угодно малого перемещения рамки под действием недокомпенсации Л 1 измеряемой величины, вызывает появление разности частот , - , на входе счетчика, в результате чего счетчик изменяет свое состояние, и в цепи обратной связи появляется дополнительный ток, который стремится свести Ы к нулю, то есть в установившемся режиме недокомпенсация измеряемой величины равна нулю.Следовательно статическая ошибка недо- компенсации в приборе полностью отсутствует, и прибор является системой астатической по току, моменту и перемещению, Последнее утверждение справедливо при условии устранения захватывания между генераторами, которое может возникнуть при равенстве частот 1=р и вызвать появление зоны нечувствительности прибора, подобной порогу трогания двигателей в астатических системах регулирования. Однако захватывание генераторов может быть легко устранено, например, способом, изложенным в авт. свид. Мд 148736.Благодаря тому, что рассматриваемый прибор является системой астатической, в нем полностью отсутствует статическая ошибка недокомпенсации и статическая погрешность чувствительности не зависит от нелинейности и нестабильности звеньев прямой цепи (гальванометрического преобразователя, емкостного преобразователя, генераторов), а полностью определяется только цепь обратной связи. Статическая погрешность нуля предлагаемого прибора определяется нестабильностью преобразователя код-аналог, которая целиком входит в результат измерения, и погрешностью от дрейфа нуля емкостного преобразователя и генераторов. Использование дифференциальной схемы включения емкостного преобразователя и идентично выполненных генераторов теоретически должно свести к нулю (или по крайней мере значительно уменьшить) погрешность от влияния внешних факторов,Анализ системы показывает, что погрешность нуля звеньев прямой цепи прибора, равная относительной величине дрейфа разности начальных частот (по отношению к самой начальной частоте), входит в результат измерения с коэффициентомло, где е - произУе лсаксведение всех передаточных коэффициентов системы в статике, ,=2=0 частоты на входе цепи антисовпадений в установившемся режиме, а Ф - емкость счетчика. При соответствующем выборе элементов прибора этот ко 5 до Д 5 го 25 зо З 5 40 45 эффициент может быть меньше единицы, й, следовательно, погрешность от дрейфа уменьшена до пренебрежимо малой величины.Таким образом, полная статическая погрешность прибора будет равна сумме погрешностей преобразователя код-аналог и погрешно. сти отсчета. В данном случае погрешность отсчета равна погрешности квантования и определяется числом декад счетчика, однако в предлагаемом приборе имеется возможность практически исключить погрешность квантования, В установившемся положении в системе возникают автоколебания с размахом в один квант, свойственные замкнутым систе. мам с нелинейным звеном, имеющим ступенчатую характеристику. В предлагаемом приборе причиной этих автоколебаний является скачкообразное изменение показаний счетчика при плавном изменении сдвига фаз между напряжениями генераторов: показания меняются на один квант при изменении сдвига фаз на один период. В этом случае счетчик можно рассматривать как накопитель целых периодов фазового сдвига между напряжениями генераторов. Информацию же о изменении фазы внутри одного периода показания счетчика не несет. Однако если дополнить цепь счетчика фазометром (в схеме не показан) с пределом измерения 0 - 360 С, преобразующим фазовый сдвиг в постоянный ток, и этот ток, в сумме с током от преобразователя код-аналог, подать в рамку гальванометрического преобразователя, то ступенчатая характеристика на выходе счетчика превратится в линейную, а, следовательно, будут устранены автоколебания и погрешность комбинированного отсчета (по счетчику и фазометру) будет составлять 7 оасч.: 1 Где "тф - собственная погрештфмаксность фазометра. При использовании даже довольно грубого фазометра с погрешностью 3 - 4 погрешность отсчета будет в 100 раз меньше погрешности квантования. Предмет изобретения Цифровой миллиамперметр постоянного тока, основанный на принципе следящего уравновешивания и содержащий гальванометрический преобразователь тока в перемещение, преобразователь перемещения в последовательность импульсов, схему антисовпадений, устройство регистрации и преобразователь код-ток, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, уменьшения влияния дрейфа нуля, снижения зоны нечувствительности и получения дискретного отсчета измеряемой величины с аналоговой интерполяцией в пределах единицы дискретности, в качестве преобразователя перемещения в последовательность импульсов использован дифференциальный частотный датчик, а устройство регистрации содержит аналоговый Фазо. Кога Заказ 3274/17 Ти агк 1525 фо ьЦ 1.ИИПИ омр 1 ат бум, бОХ 90/з Объем 0,13 изд. л. ПодписноеКомитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д, 4 ипография, пр. Сапунова,метр, регистрирующий доли периода, и реверсивный счетчик импульсов, регистрирующий ставительхред Л. целые периоды накопленной разности фазмежду сигналами двух половин датчика. Н, Чигкевская Бриккер Корректоры: М. П. Ромашова и Т. В, Полякова