402815

402815 ОПИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республиквидетельства- (де 172352618-10) ависимое от авт явлено 13.Х .197 М. Кл. 6 01 г 23 исоединением заявки-Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийПриорите УДК 621,317,4(088.8 973. Бюллетень4 убликовано 19,Х ата опубликования описания 1.1.197 Авторыизобретения Горбатюк и Э. Н. Самарский иотехнический институт Таганрогски аявитель СОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЪ 1Изобретение может быть использовано в измерительной технике и в системах автоматического управления, в частности, при создании измерительных систем дифференциальных частотных датчиков с повышенными метрологическими параметрами.Известные способы измерения частоты, в частности, для дифференциальных струнных датчиков, в которых с целью линеаризации выходной характеристики суммарная частота поддерживается постоянной, а измеряемая величина пропорциональна разностпой частоте, обладают тем недостатком, что при воздействии на них изменяющейся во времени измеряемой величины суммарная частота их не остается постоянной, а все время изменяется, так как реальная система поддержания постоянства суммарной частоты имеет динамические ошибки, возникающие из-за неравенства суммарной и эталонной частот во время переходных процессов. Изменение суммарной частоты приводит к возникновению динамической ошибки и снижению точности измерительного устройства. Вследствие различных значений отклонения суммарной частоты от эталонной измерение производят с различной погрешностью, заранее не известной.Цель изобретения - создание способа измерения частоты с динамической погрешностью, не хуже заданной, и максимально возможным быстродействием, что обеспечивает независимо от состояния системы поддержания постоянства суммарной частоты 5 равенством суммарной и эталонной частот вопределенные промежутки времени путем введения модуляции суммарной частоты управляющей частотой.По предлагаемому способу производят 10 сравнение текущего значения кода разностисуммарной и эталонной частот с заданной погрешностью измерения и при значении разности суммарной н эталонной частот, нс превьошающей заданную погрешность, разрсша ют считывание кода текущего значения разности частоты, равного в этот промежуток времени значению измеряемой величины, умноженному на постоянный с точностью, не хуже заданной, в этот промежуток времени 20 масштабный коэффициент. Одновременноамплитуда и частота генератора управляющей частоты однозначно зависят от текущего значения разности суммарной и эталонной частот, причем при увеличении текущего зна чения разностной частоты независимо от знака разности возрастает амплитуда по определенной зависимости и уменьшается по определенной зависимости частота генератора управляющей частоты, а при значении 30 разности суммарной и эталонной частот, не50 55 б 0 65 превышающей заданной погрешности измерения, амплитуда управляющей частоты минимальна и равна или немного больше, чем заданная погрешность измерения, а частота генератора управляющей частоты максимальна и ограничена скоростью измерения и обработки текущего значения частоты.Измерительное устройство, реализующее предложенный способ измерения частоты, изображено на чертеже.Сигнал управляющей частоты р с выхода генератора 1 управляющей частоты подастся на один из входов усилителя 2 с регулируемым коэффициентом усиления, С выхода усилителя 2 сигнал подается на один из входов управляющего элемента 3, выходной сигнал которого управляет частотой управляемых генераторов 4 и 5. Частоту )1 генератора 4 измеряет измеритель б текущего значения частоты, а частотугенератора 5 - измеритель 7 текущего значения частоты.Коды текущего значения частот генераторов 4 и 5, измеренные измерителями б и 7, подаются на входы сумматоров 8 и 9. Сумматор 8 определяет разность кодов текущего значения частот )1 и г и подает значение кода разности 11 - , на вход запоминающего регистра 10, выход которого является выходом измерительного устройства. Сумматор 9 вычисляет разность кодов текущего значения суммарной 11+ 2 и эталонной ,частот. Значение эталонной частоты выбирается равным значению суммарной частоты при отсутствии возмущений.Код разности 1 ф + 2) - Ы поступает ив входы преобразователя код - аналог 11. Значение разности 1(11+ ) - Ы в дополнительном коде подастся на входы схемы совпадений 12, причем с выхода сумматора 9 испо,1 ьзуются ясс разр 51 ды, кроме зп 11 кового, Выходной сигнал схемы совпадений 12 используется для управления запоминающим регистром 10, разрешая или запрещая считывание информации.Выходной сипгал преобразователя код - аналог 11 (сигнал ошибки) используется для управления частотой генератора 1 и коэффициентом усиления усилителя 2.Кроме этого, выходной сигнал преобразователя 11 подается на вход интегрирукпцсго устройства 13, выходной сигнал которого управляет работой управляющего элемента 3, изменяя тем самым частоту управляемых генераторов 4 и 5.1 скущее значение частоты генераторов 4 и 5 определяется с точностью, определяемой числом разрядов измерителя 6 (или 7). С такой жс точностью определяются текущие значения суммарной и разностной частот в сумматорах 8 и 9.Число разрядов сумматоров 8 и 9 равно числу разрядов измерителя 6 (7) плюс один знаковый разряд. Измерение производится с максимальной точностью, на которуго накладывают ограничения стабильности генсрато 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4ров 4 и 5 и быстродействие измерителей б и . Число разрядов измерителя 6 (равное числу разрядов измерителя 7) выбирается таким, чтобы при заданной нестабильности генераторов 4 и 5 и известном быстродействии измерителей 6 ибыла минимальная погрешность измерения.При равенстве кода текущего зпа ппгия суммарной частоты значению кода эталонной частоты код сигнала ошибки равен нулю, а значит во всех разрядах дополнительного кода на выходе сумматора 9 будут единицы, и выходной сигнал схемы совпадений 12 разрепгаст считывание содержимого запоминающего регистра 10. В регистр 10 заносится содержимое сумматора 8, который определяет код текущего значения разности 11 - 12 частот управляемых генераторов 4 и 5.Лмплитуда сигнала генератора 1 в этом случае минимальна и равна или немного больше погрешности измерения, т. е. амплитуда измепсния сигнала управляющего элемента 3 выбирается такой, чтобы изменение кода значения суммарной частоты нс превышало единицы младшего разряда.Частота генератора 1 в этом случае максимальна и равна половине частоты считывания информации с запоминающего регистра 10 и в 1.1 бирастс 51 м 1 ксимально возможной и равной1- где То - время измерения и обработки текущго значения частогг 1.Если код текущего значения суммарной частоты нс равен значению кода эталонной часто г 11, то производится автоподстройка суммарной частоть 1 системой, состоящей из генераторов 4, 5, измерителей 6, 7, сумматора 9, преобразователя код - аналог 11, интегрирующего устройства 13 и управляющего элемсгпа 3,Г 1 ри этом код сигнала ошибки не равен нулю, и выходной сигнал преобразователя 11 увеличивает амплитуду и уменьшает частоту генератора 1 так, чтобы амплитуда отклонения суммарной частоты под воздействием генератора 1 была не меньше отклонения суммарной частоты под воздействием возмущения,Предмет изобретения Способ измерения частоты, основанный на поддержании постоянства суммарной частоты и пропорциональности разностной частоты измеряемой величине, отличпющийс 5 г тем, что, с целью повышения точности измерения, модулируют суммарную частоту управляющей частотой, сравнивают текущее значение кода разности суммарной и эталонной частот с заданной погрешностью измерения и при значении этой разности, не превышающей заданную погрешность, амплитуду генератора управляющей частоты устанавливают минимальной и равной заданной погрешности измерения, частоту этого генератора устанавли402815 О Составитель Л. Устинова Редактор С. Хейфиц Техред Л. Богданова Еорректор Т. Добровольская Заказ 7/О Изд, М 2097 Тнракк 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий Москва, Ж, Раунтская наб д. 45Типография, пр. Сапунова, 2 йают ансиалиевой и разрезаот считывание кода текупего значения разностно частоты, причем при увеличении последнего цезависимо от знака разности увеличивают амплитуду и уменьнают частоту генератора управляющец частоты тто определеннои зависимости,