Частотный датчик

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 060977 (21) 2522798/18-21с присоединениелл заявки Йо(51)М. Кл. Я 01 В 23/14 Государственный комитет СССР по деяам изобретений и открытий(71) Заявитель Ленинградский политехнический институт им.М.И.Калинина(54) ЧАСТОТНЫЙ,ЦАТЧИК Изобретение относится к радиоизмерительной технике.Известен частотный датчик, содержащий два управляемых и два неуправ" ляемых генератора, подключенных сост ветствующим образом ко входам смесителей, на выходе одного из которых установлен фильтр нижних частот, а на выходе другого - полосовой Фильтр И30Недостатком данного датчика является то, Что он не может быть использован для измерения средних значений изменяющихся величин при значительной амплитуде переменной 15 составляющей (или постоянных величин с наложенней помехой), так как невозможно снизить смещение среднего значения, обусловленное нелинейностью характеристики, несмотря на линеа ризацию статической характеристики. Смещение среднего значения остается таким же, как у отдельного управляемого генератора, и носит аддитивный характер, возрастая с уменьше нием измеряемого параметра по гиперболе.Иэ известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ЗО частотный датчик, содержащий двадиФФеренциально управляемых генератора, подключенные ко входам одногосмесителя, на выходе которого установлены фильтр нижних частот и полосовой Фильтр, второй смеситель инеуправляемый генератор, подключенный к одному иэ входов второго смесителя, другой вход которого черезпервый полосовой фильтр связан свыходом первого смесителя, счетчикимпульсов, на выходе которого установлено ключевое устройство, одиниз входов. которого через второй полосовой Фильтр и дискретный делительчастоты связан с выходом второго сме"сителя, а другой вход через Фильтрнижних частот связан с выходом первого смесителя 121 . Однако в данном устройстве снижается стабильность характеристики при удовлетворении условию линеариэации. Понижение стабильности характеристики является следствием различной относительной нестабильности на" чальной частоты двух симметричных управляемых генераторов, с одной стороны, и частоты неуправляемого генератора, с другой стороны,Цель изобретения - повысить ста=бильность характеристики преобразования.Это достигается тем, что в частотный датчик, содержащий дна управляемых генератора, входы которыхподключены к входным шинам, а выходысоединены со входами первого смесителя, один выход которого соединенсо входом фильтра нижних частот, авторой " со входом первого полосовогофильтра, и неуправляемый генератор,выход которого соединен с первым входом второго смесителя, выход которогб подключен к входу нторого полосового Фильтра, причем выходы Фильтра нижних частот и второго полосоного Фильтра соединены со входами измерителя отношения частот, введенделитель частоты, вход которого сое"динен с выходом первого полосовогофильтра, а выход подключен ко второ цму входу второго смесителя.На чертеже показана структурнаясхема устройства,Датчик состоит из управляемых измеряемой величиной генераторов 1 и 2,неуправляемого генератора 3, первогосмесителя 4, полосового фильтра 5 ифильтра нижних частот б, делителячастоты 7, второго смесителя 8, полосового Фильтра 9, дискретного делителя частоты 10, ключа 11,и счет- ЗОчика импульсон 12. Последние триэлемента образуют измеритель 13 от"ношения частот, в качестве которогомогут быть, например, использованыпромышленный частотомер или многофункциональный специализированный частотомер ИИС.Устройство работает следующим образом.Под воздействием относительной 4 Оизмеряемой величины к частота колебаний 1 управляемого генератора 1увеличинается, а частота 1 генератора 2 уменьшается.Выходные напряжения управляемыхгенераторов 1 и 2 поступают на входысмесителя 4. Полосоной фильтр 5 иФильтр. нижних частот 6 выделяют сигналы с частотами, равными соответственно сумме и разности частот управляемых генераторов, причем далее раз- Мностная частота поступает на один извходов ключа 11 и используется какзаполняющая счетчик импульсов 12 частота. Суммарная частота 1 с поступает на вход дополнительного дискретного делителя частоты 7 и делится имв целое число раз Л . Сигнал поделен"ной суммарной частоты с частотой 1 с/Псмешивается в смесителе 8 с сигналомнеуправляемого генератора 3 частотой1Йк10 ( К - некоторыйкоэффициент, выбираемый иэ условиялинеаризации), которая не зависит от,измеряемой величины и меняется лишь,под действием дестабилизирующих факторов вместе с начальной частотой управляемых генераторов. Разность частот тр= тэ/п выделяется полосовым Фильтром 9 и используется для Формирования измерительного интервала времениТп=п р п 1 рпутем деления ее на коэффициент п дискретным делителем 10 и подачи сигнала на второй вход ключа 11.Число импульсов, записанное в счетчик 12, по окончании измерительного иитервала времени оказывается прямо пропорционально измеряемой величине Х:П 4 п.Мщ - кВыражение не содержит членов, пропорциональных квадрату и кубу хВыражение для частоты 1 ннеуправляемого генератора запишется в виде 2 ( аф3. = - (+ -у 1Из выражения следует, что началь." ная частота 1 управляемых генераторов и частотаминеуправляемого генератора в данном случае могут быть выбраны близкими за счет соотнетствующего выбора коэффициента й до" полнительного делителя частоты.Это, но-первых, позволяет существенно (более,чем в 2 раза) снизить . нестабильность частоты 1 я неуправляемого (опорного) генератора, выбирая оптимальную частоту 1 НВо-вторых, в данном случае возможно выбрать параметры элементов идентичными для всех трех генераторов и, выполнив симметриронание генераторов, обеспечить одинаковую их нестабильность, что позволяет в значительной степени компенсировать аддитивную и мультипликативную составляющие систематической погрешности от нестабильности частот генераторов.формула изобретенияЧастотный датчик, содержащий два управляемых генератора, входы которых подключены к входным шинам, а выходы соединены со входами первого смесителя, один выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, а второй со входом первого полосового Фильтра, и неуправляемый генератор, выход которого подключен ко входу второго полосового фильтра, причем выходы Фильтра нижних частот и второго полосового Фильтра соединены со входами измерителя отношения частот, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения стабильности характеристики преобразования, в него введен делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого765743 Составитель В.ЕгороваТехред А. Ач Корректор Г.Назарова ктор О.Стенина 01/42 Тираж 1019 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.Подписи аказ 5 Патентф, г.ужгород,ул.Проектн Филиал П полосового фильтра, а выход подключен ко второму входу второго смесителя.Источгики информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2508502/18-21,кл. б 01 К 23/00.2. Авторское свидетельство СССР9 434329, кл. С 01 й 23/14.