Частотомер

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВЛЛЬСТВУ ю 631838 Союз СоввтскнхСоНналнстнческнхРеспублнн(43) Опубликовано 0 Гасударстеенный канет 6 авета Инннстроа ССС по делан изобретенийи открытий УДК 621,317: 681. 3 (088,8) летень 41 5) Дата опубликован описания 15.11. 7(72) Авторы изобретения А. Скрипник и А, А, Ковтонюк Киевский технологический институт легкой промьшленност) Заявитель 4) ЧАСТОТОМЕ х с помощью ча е Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано цля повышения точности измерениявеличин, преобразуемьтотного датчика в частоту переменногонапряжения (тока),Известен частотомер с коммутационным способом компенсации црейфапутем периодического подключениячику образцовой величины 1Недостаток известного устройствазаключается в низком быстродействии.Иэ известных устройств наиболееблизким по технической сущности к изобретению является частотомер, соцержащий основной канал измерения частоты,образованный последовательно соединенными частотным датчиком, смесителеми фильтром нижних частот, управляемымгенератором, выход которого подключенко второму входу смесителя, и дополнительный канал коммутационного преобразования, образованный последовательносоединенными коммутатором, частотнымдатчиком формирователем импульсов и реверсивным счетчиком а также генератором, выходы которого соответственноподключены ко вторым входам реверсивного счетчика и коммутатора 121Недостатком такого частотомера является низкая точность измерения вследствие дрейфа нуля, Это не позволяетполностью реализовать преимущество вбыстродействии такого частотомера передругими известными устройствами дляизмерения физических величин,Цель изобретения - повышение точности измерения величин, преобразуемых спомощью частотных датчиков в частотупеременного напряжения (тока),Поставленная цель достигается благодаря тому, что в частотомер, .содержащий основной канал измерения частоты, образованный послед овательнсоединенными частотным датчиком, смесителем и фильтром нижних частот, управляемым генератором, выход которого подключен ко второму входу смесителя, и дополнительный канал коммутационного пробразования, образованный последователь3 6318 но соединенными коммутатором, частотным датчиком, формирователем импульсов и реверсивным счетчиком, а также генератором, выходы которого соответственно подключены ко вторьм входам реверсивного счетчика и коммутатора, введены последовательно соединенные преобразователь частота-код, блок сравнения и цифро-аналоговый преобразователь (ПАП), выход которого 10 соединен с управляющим входом управляемого генератора основного канала измерения частоты, Ко входу преобразователя частота-код подключен выход фильтра нижних частот основного канала измерения частоты, Второй вход блока сравнения соединен с выходом реверсивного счетчика дополнительного канала коммутагтнного преобра зования.На чертеже представлена функциональ О ная электрическая схема частотомера,Он содержит частотный датчик 1, коммутатор 2, смеситель 3 частоты, управляемый генератор 4, частотный датчик 5 канала дополнительного коммутационного преобразования, управляющий генеоатор 6, фильтр нижних частот 7, ЦАП 8, формирователь импульсов 9, преобразователь частота-код 10 (ПЧК), блок сравнения 11 кодов и реверсивный счетчик 12 импульсов.Работает частотомер следующим образом Г=й +ь,х1 (о х) ц х 1где- начальная частота датчика 5при Х=О, равнаяо = о+Л 1,;где Ь х - информационное изменение частоты, пропорциональное измеряемому сигналу Х;25 Т "- -- длительность счета импульсовц 26счетчика 12 в одном направлении,Во втором цикле при занулении входадатчика 5, на счетчик 12 в режиме вычитания поступает число импульсовйИ =о Т, где о - частота вовтором цикле, равная 1 , = 1+ Ь 1 .,При медленном дрейфе и малом значении Т ( что практически всегдаФ 3 / Нимеет место) .о = о, поэтому остаток . импульсов, накопленных счетчиком12, равено 124 ОЗатем напряжение разностной частотыГ преобразуется преобразователем частота-код 10, В результате на выходе получаем код Й 4соответствующий кодируемой величине Г , который пос 45тупает на один из входов блока сравнения кодов 1 1,На другой вход блока сравнения 1 1подается код Ио из счетчика 12, Так50как результат преобразования Г содержит аддитивную составляющую попогрешности преобразования д, имеетместо неравенство Й 1 ф М о , В Результате на выходе блока сравнения 1 155получаем разностный код йош = й 1 - Ио,который преобразуется КАП 8 в напряжение ЬО . Величина и знак Ац соответствуют адднтивной составляющейпогрешности преобразования ЬУ . Полуо х о Входной измеряемый сигнал Х преоб-разуется частотным датчиком 1 в сигнал х- начальная частота частотногодатчика 1 при Х=О;Х - измеряемая величина;Я - коэффициент преобразования,Полученный в результате преобразования сигнал поступает на вход смесителя 3 частоты, на другой вход которого воздействует сигнал с выхода генератора 4, При этом частота генератора 4 выбрана ра вн ойо, Н апря жение ра зностной частоты Г = ь х, получаемое на выходе смесителя частоты 3, выделяется с помощью фильтра нижних частот 7, Если результат преобразования содержит аддитивную составляющую погрешности преобразования Ь Х , которая обусловлена нестабильностьк 1 1 в результате внешних воздействий, либо из-за изменения внутренних свойств частотного датчика 1, то Одновременно с этим для компенсации Ьвходной сигнал Х поступает на коммутатор 2, который управляется управляющим генератором 6 с заданной частотой Я , В первом цикле, соответствующем подключению измеряемой величины Х через коммутатор 2 к дат- чику 5, сформированный формирователем 9 выходной сигнал датчика 5 записывается в счетчике 12 в виде числа им- пульсовСоставитель Г. Смеловатор Л, Утехина Техрел Н, Бабурка Корректор Л, Васил 336/44 070 НИИПИ Госуд го ко изобПодписноеитета Совета Министров СССетений и открьтийЖ-З 5, Раушская набд, 4/ Тираж 1 арственно по делам 3035, М Зака 1 лиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная,ченное напряжение поступает на генератор 4, вызывая изменение его частотыв направлении выравнивания сравониваемых кодов, Последнее достигаетсяблагодаря тому, что полученное изменение частоты о либо суммируется,либо вычитается в смесителе частоты 3с выходным сигналом датчика 1.При этом уменьшается величина аддитивной составляющей погрешности преобразования, обусловленной дрейфом нуля датчика 1, При этом сохраняется высокое быстродействие,формула изобретения Частотомер, содержащий основной канал измерения частоты, образованный последовательно соединенными частотным датчиком, смесителем и фильтром нижних частот, управляемым генератором, выход которого подключен к второму входу смеситеая, и дополнительньпц канал коммутационного преобразования, образованный последовательно соединенными коммутатором, частотным датчиком, формирователем импульсов и реверсивным счетчиком, а также генератором,выходы которого соответственно подключены ко вторым входам реверсивногосчетчика и коммутатора, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, в него введены последовательносоединенные преобразователь частотакод, блок сравнения и цифро-аналоговыйпреобразователь, выход которого соединен с управляющим входом управляемогогенератора основного канала измерениячастоты, а ко входу преобразователя частота-код подключен выход фильтра нижних частот основного канала измерениячастоты; второй вход блока сравнениясоединен с выходом реверсивного счетчика дополнительного канала коммутационного преобразования,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Скрипник Ю, А, Коммутационныецифровые измерительные приборы, М