Дифференциальный коммутационный измеритель периодического сравнения параметров гармонических сигналов

пц 53 О 274 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. б 01 К 29/О осударственный комитет авета Министров СССР 621.317.7(088.8) 53) ло делам нзобретени и открытийМизюк, В, М. Поджарь зико-механический институт АН Украинской ССР 71) Заявитель ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КОММУТАЦ ЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕРИОДИЧЕСКОГО СРАВНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(54) подключенные к схеметорой соединен с индикавие в этом измерителе ковызывает аддитивную п ычитани тором 2 мбинаци грешност2 Й + с 2) -выход ко- Присутстных частот сравнения КтЛмакс:4 Й т + т 2Изобретение может быть использовано в системах автоматики и измерительной техники, в частности, для выделения разности амплитуд, средних и эффективных значений двух гармонических сигналов.Известен дифференциальный коммутационный указатель периодического сравнения, содержащий канал функционального преобразования, состоящий из последовательно соединенных входного коммутатора, усилителя, детектора, фильтра, усилителя огибающей, фазочувствительного выпрямителя, интегратора и индикатора, коммутационный генератор, подключенный к входному коммутатору и фазочувствительному выпрямителю 1.Максимальная погрешность измерителя велика и определяется составляющими комбинационных частот при измерении разности квадратурных сигналов,Из известных дифференциальных коммутационных измерителей наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является быстродействующий модульный измеритель разновременного сравнения, он содержит канал функционального преобразования, состоящий из последовательно соединенных входного коммутатора, усилителя, детектора и выходного коммутатора, коммутационный генератор, подключенный к входному и выходному коммутаторам, два интегратора,где К 1 - коэффициент передачи измерителя; У 1 и У 2 - амплитуды сравниваемых сигналов;Й - частота коммутации.Цель изобретения повышение точности из меренияЭто достигается тем, что в предлагаемыйдифференциальный коммутационный измеритель периодического сравнения параметров гармонических сигналов введен дополнитель 20 ный канал функционального преобразования,идентичный указанному выше, входной и выходной коммутаторы которого подключены к выходу коммутационного генератора, причем разноименные входы двух каналов функцио 25 нального преобразования соединены междусобой, а разноименные выходы соединены между собой и подключены к входам двух интеграторов.На чертеже показана блок-схема измери 30 теля.(7) 45 Измеритель содержит два аналогичных канала функционального преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входных коммутаторов 1, 2, усилителей 3, 4, детекторов 5, 6 и выходных коммутаторов 7, 8. Разноименные входы каналов соединены между собой. Разноименные выходы каналов тоже соединены между собой и, кроме того, через интеграторы 9 и 10 подключены к вычитающей схеме 11, выход которой соединен с индикатором 12. Цепи управления всех коммутаторов подключены к коммутационному генератору 13 прямоугольного напряже)ия частоты коммутации.Устройство работает следующим образом, Входные коммутаторы 1 и 2, управляемые коммутационным генератором 13, поочередно с частотой коммутации Й подают на входы уСИЛИтЕЛЕй 3 И 4 СраВНИВаЕМЫЕ СИГНаЛЫ с)1(1) и с)2(с), соединение разноименных входов каналов приводит к тому, что когда на выходе коммутатора 1 появляется сигнал У) Я, на выходе коммутатора 2 появляется сигнал У 2 ) и, наоборот. Учитывая, что обычно прямое сопротивление коммутатора много меньше обратного и полагая, что выходные сопротивления источников сравниваемых сигналов пренебрежимо малы по сравнению с входным сопротивлением усилителей 3, 4 и в качестве детекторов использованы квадраторы, сигналы на их выходах определятся выражениями Унп(5) =Кд(,)- + - Кпп)++ У 1 (1)--- Бдп з 1 п йй 1; (3)2 2 где ЯдпЯпИ - знаковая функция от Яп 01,К и К 2 - коэффициенты передачи каналов функционального преобразования. На входах интеграторов получают Уп(9) = К, У 1- + - дПЗ 1 П Ы ++Ы гяЫ;Уп (10) - У 2-Кг у 22 р) дПЗ 1 Пд.2 10Полагая, что коэффициенты передачи интеграторов и их постоянные времени примерно одинаковы, на выходе схемы 11 получают выражение15 т Увс =К - "У 1(1) - У 2(1)+о+ у)+ с)2)яяпВпй 1 Й, 6) 20 2где К - коэффициент передачи интегратора ивычитающей схемы.Представляя сравниваемые сигналы выражениями с)1 = У 1 Яп (со+срс) и с 2( = 25 = У 2 Яп (о 1+сс)2), после замены функцииЯдпЯпй 1 ее разложением в ряд Фурье, выражение (6) приводится к видуТЗОУвс = К. -К 1 + Кг 2 2Т 1), 4В полученном выражении первое слагаемоепод знаком интеграла, пропорциональное разности квадратов амплитуд сравниваемых входных сигналов, определяет измеряемую величи ну. Остальные слагаемые определяют компоненты, полученные в результате детектирования, При этом очевидно, что последнее слагаемое, содержащее составляющие комбинационные частот 2 сс)(2 п - 1) й приводит к появле нию погрешности, величина которой зависитот отношения - . Так, в частном случае прис)1отношении - =р+ - (где р - целое число)о 2в подынтегральном выражении наряду с постоянной составляющей, пропорциональной из.2 2меряемои величине с,1 - с.)2, появляется также постоянная составляющая, обусловленная ком бинационной частотой 2 с) - (2 п - 1) О=О.530274 Если при этом входные сигналы совпадают по фазе, т. е. срг=срз, то абсолютная погрешность коммутационного преобразования достигает максимального значения и определяется выражениемгзивкс - (У 1 + У 2) . (8)И)Тогда относительная погрешность коммутационного преобразования соответственно равнаг . . . (9)Кг - Кг 1 71 + 72 По сравнению с известными устройствами, содержащими один канал функционального преобразования, величина этой погрешностиК 1 + Кгменьше враз. Следовательно это поК 1 - Кгзволяет повышать точность и чувствительность предлагаемого устройства. Кроме того, при этом возможно расширение частотного диапазона предлагаемого устройства и область звуковых и инфразвуковых частот. Дифференциальный коммутационный измеритель периодического сравнения параметров и, У оставитель С. ЛатовТехред М. Семенов Корректор Л. Котова Редактор Т, Рыбалов Заказ 247//3ЦНИИ Изд.1760 Государственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раупография, пр. Сапунова Формула изобретения гармонических сигналов, содержащий канал функционального преобразования, состоящий из последовательно соединенных входного коммутатора, усилителя, детектора и выходного 5 коммутатора, коммутационный генератор, подключенный к входному и выходному коммутаторам, два интегратора, подключенные к схеме вычитания, выход которой соединен с индикатором, отличающийся тем, что, с 10 целью повышения точности, в него введен дополнительный канал функционального преобразования, идентичный указанному выше, входной и выходной коммутаторы которого подключены к выходу коммутационного гене ратора, причем разноименные входы двух каналов функционального преобразования соединены между собой, а разноименные выходы соединены между собой и подключены к входам двух интеграторов.20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Скрипник Ю. А. Методы преобразования и выделения измерительной информации из гармонических сигналов. Изд-во Наукова думка, Киев, 1971, рис, 47, а.2. Соболевский К. М., Сумительнов В. Н. Об одном классе быстродействующих модульных указателей равновременного сравнения. Лвтометрия, 1960 (прототип). Тираж 1029 ПодписноеСовета Министров СССРоткрытийкая наб., д. 4/5