Преобразователь переменных электрических сигналов

6 Сфвз Советских Сфцравктнческнк РесаубнкОПИСАН ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ олиительное к авт. сеид-ву аявлено 29.12.76 (2 719 икеиием заявки ЭВ- итетлнковано 1504.79, Бвллетопубликования описани 19/2621.317.8.8) рисое Государственный комн СССР но дедам имбретени н открытийО ДатАвт нзобретенвя ов вите(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВми ключей, го соедине м Формиров ромагнитны ащиты чувствних магии третий через тел я экра- тель- ных бласти хинке иние кван- втомати- управлеумен ьшеи упроа- гИзобретение относится к матики, измерительной авлено на совершенствох преобразователей для ванных систем контроля авто те напр ва тоны а эиро и5 ния.Известно устройство для измерения среднего значения переменного тока, содержащее два частотных датчика, две магнитные системы, предназначен ные для создания магнитных полей в зонах соответствующих частотных датчиковкаждая из которых содержит опорную и сигнальную обмотки, причем сигнальные обмотки соединены последо в вательно и со входом преобразователя, а опорные обмотки также соединены последовательно и с выходом стабилизатора тока, балансный модулятор, входы которого соединены с выходаве Ю частотных датчиков, а выход - со вхо, дом фильтра нижних частот, фиксатор равенства частот, формирователь импульсов, входы последних соединены с выходом фильтра нижних частот, гене- Ж ратор эталонной частоты, вход которого соединен через первый ключ со входом первого счетчика, второй счетчик, вход которого соединен с выходом Фиксатора равенства частот,а выход - .ЗО с управляющими асчетчик, вход о н второй ключ с о а импульсов, и р х на, служащие и ных элементов т помех 1);Недостатками известного устройства являются наличие погрешности преобразования, вызванной неидентичностью . усилителей обратной связи и фотодетекторов квантовых датчиков, а также неидентичностью ферромагнитных экранов, и сложность схемы преобразователя в целом.Целью изобретения являетсяние погрешности преобразования щение преобразователя.Это достигается тем, что в преобр эователь переменных электрических си налов,. содержащий ферромагнитный экран, частотный датчик, служащий для преобразования магнитного поля в частоту, магнитную систему, предназначенную для создания магнитного поля в зоне частотного датчика, которая состоит из опорной и сигнальной обмоток, вход последней соединен со входом преобразователя, стабилизатор тока, выход которого соединен с опорной обмоткой, генератор эталоннойчастоты, выход которого через первыйключ соединен со входом первого счетчика, второй счетчик, выход которогосоединен с управляющими входами первого и второго ключей, введены реверсивный счетчик и нуль-индикатор, вход 5которого соединен со входом преобразователя, а выход - со входом второгосчетчика, выход частотного датчикачерез второй ключ соедйнен со входомреверсивного счетчика, знаковый вход 10которого соединен с выходом первогоразряда второго счетчика.На чертеже представлена схемапредлагаемого преобразователя переменных электрических сигналов. Частотный датчик 1 расположен в магнитной системе,2, которая состоит иэопорной обмотки 3 и сигнальной обмотки 4, причем вход последней соединенсо входом преобраователя, а входопорной обмотки 3 - с выходом стабилизатбра 5 тока. Выход генератора 6эталонной чг"тоты через первый ключ7 соединен со входом первого счетчика 8, а выход этого счетчика 9 соединен с управляющими входами первого ивторого ключей 7 и 10, Выход частотного датчика 1 через второй ключ 10соединен со входом реверсивного счетчика 11 знаковый вход которого соединен с выходом первого разряда второго счетчика 9. Вход нуль-индикатора12 соединен со входом преобразователя,а выход - со входом второго счетчика9 . Частотный датчик 1 и магнитнаясистема 2 .расположены в Ферромагнитном экране 13.Принцип работы преобразователя состоит в следующем,Опорная обмотка 3 магнитной системы 2 при протекании по ней тока 3 40от стабилизатора 5, создает опорноемагнитное поле индукции Во в зонечастотного датчика 1. В исходном состоянии, при подаче сигнала Уст.Она счетчики 8, 9 и 11, они устанавливаются в исходное состояние, те. вовсех разрядах счетчиков 8 и 11 записываются нулиф, а в разрядах второго счетчика 9 - единицы. Приэтом сигнал, снимаемый со старшегоразряда второго счетчика 9, удерживает ключи 7 и 10 в закрытом состоя,нии до прихода первого импульса с выхода нуль-индикатора 12.При протекании синусоидальноговходного тока=3, з 1 пЯ 1 по сигнальной обмотке 4 магнитной системы 2,в зоне частотного датчика 1 создаетсядополнительное магнитное поле индукции В=Вв з 1 пЯ 1, тогда в зоне частотного датчика 1 будет создаваться суммарное магнитное иоле индукции Вравнойе= 1 о щз 1 и. После снятия сигнала уст.Оф вмомент времени, когда входной сигнал 65 равен нулю, нуль-индикатор 12 вырабатывает импульс, которым переводятся все разряды второго счетчика 9 в нулевое состояние, при этом сигнал с его старшего разряда открывает ключи 7 и 10, а с выхода первого раз.ща поступает сигнал на сложение реверсивному счетчику 11, Через время, равное половине периода входного сигнала, на выходе нуль-индикатора 12 снова Формируется импульс, который переводит первый разряд счетчика 9 в единичное состояние, при этом с его выхода подается сигнал на вычитание реверсивному счетчику 11. Далее циклы повторяются до тех пор пока старший разряд второго счетчика 9 не будет в единичном состоянии, при этом сигналом с его старшего разряда закрываются ключи 7 и 10 и измерение заканчивается.Таким образом число периодов сигнала с выхода частотного датчика 1 во время положительного полупериода входного сигнала складываются, а во время отрицательного - вычитаются. Время измерения при этом равно целому числу периодов измеряемого сигнала, которое подсчитывается первым счетчиком 8.Частота Г) сигнала на выходе частотного датчика 1 во время положительного полупериода входного сигнала будет равна(Ь)=к (В В И 1 ияЦ),где К - коэФФициент преобразованиямагнитного поля в частоту для частотного датчика,а частота й сигнала на выходечастотного датчика 1 во время отрицательного полупериода входного сигналабудет равна2 К5 о Вщ В" и 1)По окончании периода входного сигнала на выходе реверсивного счетчика11 будет код, равный числу периодовраэностной частотыь Е И) = Х-Х Ю,равнойьй)=2 кцщ (611 й 1 ) =гскб 1 з 1 и 91 ),где СВ - магнитная постояннаясигнальной обмотки 4,Время измерения или число периодоввходного сигнала, в течение которогоподсчитываются периоды сигнала с выхода частотного датчика 1 на реверсивном счетчике 11, зависит от заданнойточности измерения,Отнсшение кода, заФиксированногов реверсивном счетчике 11, к коду,эаФиксированному первым счетчиком 8,прямо пропорционально амплитуде илисреднему значению контролируемогосигнала, а отношение кода второгосчетчика 9 к коду первого счетчика 8величине его частоты,361 Формула изобретения Составитель О. БогомоловРедактор А. Каменская Техред О. Андрейко Корректор О. Билак Тираж 1089 ПодписноеЦИИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Закаэ 1785/44 Филиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 657Отношение кодов может быть реализовано одним из известных способов: с использованием вычислительной машины, с использованием номограмм и т.п.Технико-экономический эффект от испол ьзовани я иэобретени я состоит в увеличении точности преобразования и в уменьшении стоимости и габаритов преобразователя. Использование только одного частотного датчика, одной магнитной системы и одного ферромагнитного экрана позволяет уменьшить составляющую погрешности, обусловленную неидентичностью характеристик усилителей обратной связи, фотодетекторов и ферромагнитных экранов, а также уменьшить вес, габариты и стоимость преобразователя примерно в два раза. Преобразователь переменных электРических сигналов, содержащий ферромагнитный экран, частотный датчик, служащий для преобразования магнитного поля в частоту, магнитную систему, 25 предназначенную для создания магнит= ного паля в зоне частотного датчика, которая состоит иэ опорной и сигнальной обмоток, вход последней соединен со входом преобразователя, стабилизатор тока, выход которого соединен с опорной обмоткой, генератор эталонной частоты, выход которого через первый ключ соединен со входом первого счетчика, второй счетчик, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшен: я погрешности преобразования и упрощения преобразователя, в него введены реверсивный счетчик и нуль-индикатор, вход которого соединен со входом преобразователя, а выход - со входом второго счетчика, выход частотного датчика через второй ключ соединен со входом реверсивного счетчика, знаковый вход которого соединен с выходом первого разряда второго счетчика.Источники информации, принятые во внимание при экспертизЕ1. Авторское свидетельство СССР Р 157423, кл. С 01 Н 19/02, 196.