Устройство для измерения неэлектрических величин

781577 ьИз выражения (3) следует, что погрешность линейности, полученная ре-зультирующей функцией преобразования,20 определяется кубичным членом разложения, Относительная погрешность линейности равна,у-( ф )х25 Значение начального отсчетаИ = и - в данном устройстве может-В0быть значительно уменьшено выборомкоэффициента В, близким к 1, т.е.30 при выборе частоты дополнительногонеуправляемого генератора 3, близкойк начальной частоте управляемого генератора 1, действительно при В -1имеем И -О. Относительная девиацияо35дИ"нижних частот и дополнительным смесителем, один из входов которого связан с выходом управляемого измеряемой величиной генератора, второй вмод " подключен к вйходу дополйительногонеуправляемого генератора, при этомвторой вход ключа связан с выходомдополнительного смесителя через дополнительный фильтр нижних частот.На чертеже приведена функциональ ная блок-"схизма устройства для изме"рения неэлектрическихвеличин,Устройство содержит управляемыйизмеряемой величиной генератор 1,неуправляемые генераторы 2 и 3, которые подключены к соответствующимсмесителям 4 и 5. Смеситель 4 черезфильтр б нижних частот и смесител5 через рйльтр 7 нижних частот идискретный делитель 8 частоты подключены к ключу 9 и через него ксчетчику 10 импульсов. Делитель 8, ключ 9 и счетчик 10образуют блок 11 измерения отнсшениядвух частот, в качестве которогомогут быть использованы промышленныйчастотомер или мнсгофункциональныйчастотомер ИИС, Остальные элементы1-7 образуют частотный датчик 12,Работает устройство следующимобра зом,Под воздействием относительнойизмеряемой величины х измеряетсячастота Гуправляемого генераторав соответствии с выражением где й - начальная частота при х=О;ос(., ф,- коэффициенты, определяемые параметрами конкретного датчика,Разность частот дГ = Г - й3неуправляемого Г генератора 3 и уп 3равляемого 1 генератора 1 выделяет-ся при помощи смесителя 5 и фильтра7 "ййжних- частоти через делитель8 с коэффициентом деления и подаетсяна один из входов ключа 9, Такимобразом, в данном тракте устройстваформируется пропорциональнйй измеряемой величине х иэмерйтельныйинтервал времени Т = ,ф , Отличйтельнойособенностью устройства является то,что для измерения данногоинтервала "времени во втором тракте определенным образом формируется заполняющаячастота дГ., поступающаяна второйвход ключа 9, Для этого в дополнительном смесителе 5 так же смешивается частота Е управляемого генератора, но с другой частотой Едополнительного неуправляемого генератора 2, и дополнительным фильт-"ром "йижних частот вццеляется разность дЕ = Е - Г этих частот, коФ 2."тбрая и используется для зап)лнения " " счетчика импульсов 10 в течейие из "мерительного интервала времени, В результате в счетчик 10 записываетсячисло импульсовУ-г И АХ-РХ + а К - 6)2 3Г - А - 1-д,х-йх -ух )Ьгде й = - ф)1; В = - 1У, горВыполняя в (2) деление многочленана многочлен и выбирая коэффициентай = 1 + +-, исходя из условия 1 Олинеаризации - исключение квадратичного члена в результирующей функциипреобразователя, получаем: (3) 215 й=н - М 1 40 Второй сомножитель выражения (4)А 81, так как А ) 1, а В ( 1, атретий сомножитель при В, близком к.единице, может быть сделан большим 45 числом, что позволяет значительноповысить чувствительность преобразования, исходя из требований конкретной задачи.Таким образом, устройство для измерения неэлектрических величин характеризуется по сравнению с дифференциальнйми преобразователями существенно более высокой линейностьюпреобразования, простой и надежнойконструкцией частотного датчика, 55 использующего лишь недифференциальный управляемый измеряемой величинойпреобразователь, а также обеспечивает воэможность удовлетворения условию линеаризации при разнесении частот управляемого и неуправляемых генераторов на входах обоих смесителей, а также воэможность простогоаппаратурного выделения разностнойчастоты на выходе обоих смесителей5 781.577 Составитель И. РореловРедактор Н, Лазаренко Техред М,Петко кторМ. дем з 8111/41 ВНИИП по 113035, Тираж 801осударственногоам изобретенийсква, Ж, Рау одпис омитета Соткрытийкая наб д, 4 ал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная исключая влияние комбинеционных частот,устройство позволяет повысить чувствительность преобразования, увеличивая как абсолютную, так и относительную девиацию выходного параметра,что значительно расширяет областьприменения устройства, также значительно уменьшить начальное значениевыходного параметра и упростить устройство исключением оборудования,предназначенного для получения и хранения выходного кода или необходимо.го для предварительного вычитания начального кода в ИИС, чтобы разгрузить, Память специализированной вычислительной машины,Наиболее широкое применение данное устройство может найти при измерении с высокой чувствительностью неэлектрических величин с помощью различных частотных датчиков в цифровых приборах и ИИС с болЬшим числом контролируемых параметров вместо используемых в настоящее время преобразователей типа ЕЛ-б и др., кроме того, возможно его применение и для обработки информации с преобразО- вателей напряжение-частота при измерении электрических величин. формула изобретенияУстроиство для измерения Йезлектрических величин, содержащее управляемый измеряемой величиной генератор и неуправляемый генератор, подключенные ко входам одного смесителя, выход которогочерез фильтр нижних частот идискретный делитель частоты связанс одним из входов ключа, установленного на входе счетчика импульсов,о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительности,оно снабжено дополнительным неуправляемым генератором, дополнительнымфильтром нижних частот.и дополни 15 тельным смесителем, один извходовкоторого связан с выходом управляемого измеряемой величиной генератора, второй вход подключен к выходу дополнительного неуправляемого;щ генератора, при этом второй входключа связан с выходом дополнительного смесителя через дополнительныйфильтр нижних частот.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. авторское свидетельство СССРМ 154730, кл, Н 03 К 13/20, 1963,2, Ветрян В,И. и Сергеев В.И.фИзвестия вузов, Приборостроение,Р 5, 1972, с . 27-31 (прототип) .