Преобразователь сигналов датчиков переменного тока

(19) (1) А 51)4 Н 03 М зсггоюзвд1 в Ц 4":;";Т 11-.юМБЛИОтяИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКО 3715062/24-241402. 8430.09. 85, Бюл.М. Х. Шубов, В,: ции.Л,: 184,оп.1, отм, что блок усилителя-огтрех инвертовход блока входом усилитекоторого соеа, с первым ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ В.Б. и др. Универсальные преобразователи информаностроение, 1971, с.183,Авторское свидетельство СССР756629, кл. Н 03 К 13/20, 1978(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содер- . жащий аналого-цифровой преобразователь, первый и второй интеграторы, первый и второй ключи, датчик и источник опорного напряженйя, выход которого соединен с входом датчика, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого и второго интеграторов соответственно, выход первого интегратора соединен с измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются выходами устройства, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены коммутатор, первый и второй выпрямители, первый и второй блоки элементов И, блок.элементов ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь, регистр и блок управле ния, выход источника опорного напряжения соединен с входом блока управления, первым входом коммутатора и через второй выпрямитель с входом второго ключа, выход датчика соединен с вторым входом коммутатора, вы" ход которого через первый выпрямитель .соединен с входом первого ключа, а .управляющий вход коммутатора объединен с первыми входами элементов И первого блока и подключен к первому выходу блока управления, выход второго интегратора соединен с эталонным входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с эталонным входом анапого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к соответствующим входам регистра, выходы которого соединены с первыми входами элементов И второго блока, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ блока, вторые входы элементов И первого блока соединены с шиной источника питания, а выходы - с вторыми входами элементов ИЛИблока, выходы которого соединены с соответствующими цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, второй ., выход блока управления соединен с .управляющими входами первого и второго ключей, третий выход - с управляющими входами первого И второгоинтеграторов, четвертый выход - свторыми входами элементов И второгоблока, а пятый выход подключен к управляющему входу аналого-циФровогопреобразователя. 2. Преобразователь л и ч а ю щ и й с я т управления состоит из раничителя, счетчика, ров и двух элементов И управления соединен с ля-ограничителя, выход динен с входом счетчик1182671 входом первого элемента И и черезпервый инвертор - с первым входомвторого элемента И, первый выходсЧетчика соединен с вторыми входамипервого и второго элементов И ичерез второй инвертор - с вторым выходом блока. управления, второй выИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно"измерительных системах.Целью. изобретения является повышение точности преобразования сигналов переменного тока.На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 -Функциональная схема блока управле- Ония.Преобразователь содержит датчик 1,источник 2 опорного напряжения, выход,которого соединен с входом датчика 1., первый и второй ключи 3 и 1 э4, первый интегратор 5, выход которого соединен с измерительным входоманалого-цифрового преобразователя(АЦП) 6 и второй интегратор 7, выходпервого ключа 3 соединен с входом 2 рпервого интегратбра 5, а выход второго ключа 4 соединен с входом вто.рого интегратора 7, последовательносоединенные коммутатор 8 и первыйвыпрямитель 9, выход которого соеди- днен с входом, первого ключа 3, второйвыпрямитель 10, выход которого соединен с входом второго ключа 4,цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 11, блок 12 управления, регистр13, первый и второй блоки элементов14,15 И,и блок элементов 16 ИЛИ,выход источника 2 опорного напряжения соединен с входами блока 12 управления, выпрямитель 10 и первым входомкоммутатора 8, второй вход которо. го соединен с выходом датчика 1,а управляющий вход - с первым выходоьблока 12 управления, второй выходкоторого соединен с управляющимивходами первого и второго ключей3 и 4, третий выход - с управляющимивходами интеграторов 5 и 7, четвертый ход счетчика подключен к первомувыходу блока управления и черезтретий инвертор к четвертому выходублока управления, выходы первого ивторого элементов И соединены стретьим и пятым выходами блока управления соответственно. выход - с вторыми входами второго блока элементов 15 И, пятый выход - с управляющим входом АЦП 6, эталонч ный вход которого соединен с выходом ЦАП 11. Выходы АЦП являются выходами устройства н соединены с входами регистра 13, выходы которого соединены с первыми входами второго блока элементов 15 И, выходы которых соединены с первыми входами блока элементов ИЛИ, выходы которых соединены с цифровыми входами ЦАП 11, вторые входы блока элементов 16 ИЛИ соединены с выходами первого блока элементов 14 И, первые входы которых подключены к первому выходу блока 12 управления, а вторые входы - к шине источника питания, выход интегратора 7 соединен с эталонным входом ЦАП 11 1"На фиг. 2 представлена функциональная схема блока 12 управления, вход которого соединен с входом усилителя-ограничителя 17, выход которого соединен с входами счетчика 18, пер: вым входом первого элемента 19 И, и через первый инвертор 20 - с первым входом второго элемента 21 И, первый выход счетчика 18 соединен с вторыми входами первого и второго элементов 19 и 21 И и через инвертор 22 - с вторым выходом блока 12 управдения, второй выход счетчика 18 соединен с первым выходом блока 12 управления и через третий инвертор 23 с четвертым выходом блока 12 управления, выходы первого и второго элементов 19 и 21 И соединены с третьим и четвертым выходами блока 12 управления. Преобразователь работает следующим образом.Преобразование сигнала происходит в два цикла. В одном иэ них происха1182671 О сигопор 1 ф ЦАП 11; АЦП бе 2пидит определение величины отношения коэффициентов сигнального и опорного каналов.Сигнальный канал включает коммутатор 8, первый выпрямитель 9, первый ключ 3 и первый интегратор 5,Опорный канал включает второй выпрямитель 10, второй ключ 4, второй интегратор 7 и цифроаналоговый , преобразователь (ЦАП)1.Сигналы, управляющие режимами работы сигнального и опорного каналов, формируются в блоке 12 управления из напряжения, питающего датчик. 15Усилитель-ограничитель 17 формирует прямоугольные импульсы из напряжения, питающего датчик, которыепоступают на вход двоичного счетчика 18. С второго выхода счетчика20сигналы подаются на управляющий входкоммутатора 8 и на вход второй группы элементов И 15, осуществляяпоочередное подключение к выпрямителю 9 измеряемого сигнала и напря 25жения, питающего датчик, на время равное двум периодам сигнала, а так. же подачу кода, состоящего иэвсех "единиц" (с выхода группы элементов 15 И) на вход ЦАП 1. Сигналс второго выхода счетчика 18 черезинвертор 23 подается на первую группуэлементов 14 И осуществляя подачукода иэ регистра 13 на вход ЦАП 11.Проинвертированный инвертором 22 сиг нал с выхода 1-разряда счетчика подается на управляющие входы аналоговых ключей 3 и 4,осуществляя подключение выпрямленных измеряемого напряжения и ;напряжения, питающего датчик,к соответдО .; ствующим интеграторам на время, равноеодному периоду измеряемых сигналов.Изсигналов первого с выхода счетчика 18 и С выхода усилителя-ограничителя 17 с помощью элемента 19Н формируется сигнал, поступающий ;на управляющие входы интеграторов5 и 7, осуществляя разряд конденса/торов в интеграторах в течение времени,равного половине периода измеряемого сигнала. Из сигналов с выхода 1-разряда счетчика 18 и проинвертированного сигнала с выхода усилителя-ограничителя с помощью элемента 21 И формируется управля ющий сигнал, который поступает на управляющий вход АЦП и определяет начало преобразования АЦП. 4При определении величины отношения коэффициентов передачи сигнального и опорного каналов напряжения с источника 2 опорного напряжения поступает на второй выпрямитель 10 и через коммутатор 8 на первый выпрямитель 9. Коммутатор 8 осуществляет поочередное подключение к первому выпрямителю 9 сигнала с выхода датчика 1 и напряжения. источника 2, питающего датчик 1, на время, равное двум периодам преобразуемого сигнала. С выходов выпрямителей 9 и 10 сигналы поступают соответственно на ключи 3 и 4, обеспечивающие подключение выпрямленного сигнала на выходы интеграторов 5 и 7 в течение одного периода преобразуемого сигнала. С выхода первого интегратора 5 напряжение постоянного тока подается ка измерительный вход АЦП 6, С выхода второго интегратора 7 напряжение постоянного тока поступает на эталонный вход ЦАП 11, на цифровые входы которого в этот момент через элементы 14 И и 16 ИЛИ поступают единицы во всех разрядах, Все "еди-. ницы" на цифровые входы ЦАП 11 подаются для установки максимального коэффициента передачи. С выхода ЦАП 11 напряжение поступает на опорный вход АЦП 6, В результате преобразования на выходе АЦП 6 получается код отношения нггде К, - коэффициент передачинального тракта;К - коэффициент. передачиного тракта до ЦАП 1ф К - коэффициент передачиК - коэффициент передачи0 - напряжение источникайиттающего датчик 1. Полученный код из АЦП 6 записывается в регистр 13. В другом цикле на вход сигнального канала через коммутатор 8 подается сигнал с выхода датчика, а на цифровой вход ЦАП 11 через элементы 15 И и 16 ИЛИ подается код регистра 13, устанавливающий коэффициент передачи ЦАП 11 в зависимости от величины отношения коэффициентов передачи сигнального и опорного каналов, полученного в предыдущем цикле,