Способ измерения относительной разности амплитуд двух гармонических напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСК 287 РЕСПУБЛИК,С 01 К 19/1 ко хо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И .ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Г 1465791, кл, С 01 В. 19/10, 1986,Авторское свидетельство СССР Н 134874.1, кл, С 01 К 19/10, 1986, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ РАЗНОСТИ АМПЛИТУД ДВУХ ГАРМОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и автоматике Цель изобретения - повышение быстродействия за счет исключения операции многократной настройки коэффициента передачи измерительного канала. Способ измерения реализует следующую совокупность операций, Измерение выполняется в течение двух равных инИзобретение относится к измерительной технике и автоматике, можетбыть использовано, в частности, приизмерении малых разностей амплитуддвух напряжений и токов в мостахпеременного тока, а также в геофизицеских системах, предназначенных длпоиска и разведки рудных месторождений полезных ископаемых по методикеэллиптически поляризованного поля,Цель изобретения - уменьшение врмени измерения.На фиг.1 представлена схема уст"ройства, реализующего данный способна фиг,2 - временная диаграмма егоработы,2тервалов времени, В течение первого интервала осуществляется интегрирование первого напряжения, которое предварительно было преобразовано в постоянное напряжение, В конце первого интервала времени результат интегрирования запоминают, В течение второго интервала времени интегрируют второе напряжение которое также предварительно преобразовано в постоянное. Текущее знацение интег" рируемого напряжения сравнивают со значением интегрированного напряжения, запомненного после первого интервала времени, При совпадении их амплитуд определяют интервал времени между этим моментом и мо" ментом времени, соответствующим окончанию второго интервала времени, По полученному знацению судят о значении измеряемого параметра. 2 ил,Устройство содержит управляемый коммутатор 1, первый и второй информационные входы которого являются входами устройства, а его выход це" рез последовательно соединенные блок 2 усиления и блок 3 детектирования соединен с входом инвертора 4 и первым информационным входом второго управляемого коммутатора 5, второй вход которого подключен к выходу инвертора 4, а выход к входу интегра тора 6., выход которого подключен к входу компаратора 7, второй вход торого соеринен с общей шиной, вы д генератора 8 соединен с входом дели" теля 9 частоты и информационным вхо3 .17лом управляемого ключа 10, выход ко торого подключен к счетному входусчетчика 11, выходы которого соединены с соответствующими входами запоминающего регистра 12, выход дели- .теля 9 частоты через счетный триггер 13 соединен с управляющими входами,первого и второго управляемых коммутаторов 1 и 5, а также с Б-входомКБ-триггера 14, прямой выход которогоподключен к входу блокировки интегратора 6, а инверсный выход черезпервый одновибратор 15 поступает навход сброса в "0" счетчика 11, выходкомпараторасоединен с входом установки в "0" регистра 12, входом управления ключа 1 О и через второй одновибратор 16 подключен к К-входуКБ-триггераУстройство работает следующим образом,Входные. напряжения (фиг.2 а) поступают на соответствующие входы коммутатора 1. Тактовые импульсы (Фиг,2 б)с выхода генератора 8 одновременнопоступают на вход делителя частоты 9и на вход управляемого ключа 10,выхода делителя 9 частоты импульсы/поступают на вход счетного триггера13, на выходе которого Формируетсяпоследовательность импульсов (фиг,2 в)которая управляет работой первого 1и второго 5 коммутаторов, а также пе-.редним Фронтом выходного импульсаКВ-триггер 1 ч устанавливается всостояние логической единицы,Определение относительной разностиамплитуд двух входных напряжений осуществляется в два такта, определяемыми двумя полупериодами коммутации.В первом такте (первом полупериодекоммутации), определяемом длительностью импульса последовательностина выходе счетного триггера 13(Фиг.2 в), выходы коммутаторов 1 и 5подключены к своим первым входам (положение показано на Фиг,1), Тогдана первый вход первого коммутатора 1поступает гармонические напряжениец ( 11 (Фиг,2 г), которое после усиления в блоке 2 детектируется детектором 3, На выходе детектора 3 выделяется постоянная составляющая(фиг,2 д), которая равна Бд = К Ед 13( )где К , Кд - соответственно коэффициент преобразования 4усилителя 2 детектора. 3;0 - амплитуда входного сигнала Г .Постоянное напряжение 11, через второй коммутатор 5 поступает на интегратор 6, Одновременно с приходом напряжения Б, на вход интегратора 6 с выхода КЯ-триггера. 14, который передним Фронтом выходного импульса счетного триггера 13 устанавливается в состояние логической единицы, поступает импульс (фиг. 2 е), разрешающий интегрирование сигнала Гд Выходное напряжение интегратора 6 описывается выражением 20 где- постоянная времени интегралтора 6;время интегрирования,Время интегрирования напряженияГ определяется половиной периода 25 Т следования .импульсов на выходесчетного триггера 13, т.ев моментТвремени Е = - напряжение на выходе2интегратора 6 (фиг,2 ж) будет равно ЗОк, ктб Б2 ф 1 4В этот момент первый такт заканчивается, Выходы коммутаторов 1 и 5отключаются от своих первых входов,35 подключаются к вторым (нижним нафиг,1) входам и начинается второйтакт преобразования,Во втором такте к второму входу р интегратора 6 подключается продетектированное детектором 3 и проинвертированное инвертором 4 напряжение ОА = - КК КБщ где Кц - коэффициент передачи инвертора,Поэтому выходное напряжение интегратора 6 (Фиг. 2 ж) начинает уменьшаться, закон уменьшения напряжения щ на интеграторе 6 можно представитьвыражением: . Через какое-то время е от начала второго такта напряжение 1 б(с) станет равным нулю. В этот момент сработает компаратор 7 и по передне(5)0 уучетом (5) на(2) 3му Фронту его выходного импульса (фиг.2 и) второй одновибратор 16 сформирует короткий импульс, поступающий на Е-вход КБ-триггера 14, устанавливая его в положение логицеского нуля, который прекращает работу интегратора 6, Одновременно с этим импульс уровня логической единицы с инверсного выхода КБ-триггера 14 подается на первый одновибратор 15 который формирует по переднему фронту входного импульса короткий импульс, сбрасывающий счетчик 11 в начальное нулевое состояние. Выходной импульс компаратора 7 также по" ступает на управляющий вход управляемого ключа 10, разрешая прохождение импульсов от тактового генератора 8 на вход счетцика 11, который в тецение времениот момента времении до окончания второго такта (второго полупериода коммутации) подсчитывает количество тактовых импульсов И 1. В момент окончания второго такта коммутаторы 1 и 5 подключаются к своим первым входам, на выходе КБ.-триггера 14 возникает импульс уровня логической единицы, который разрешаетработу интегратора 6, Тогда компаратор 7 устанавливается в нулевое состояние, При этом запрещается прохождение тактовых импульсов на вход счетцика 11, а цифровой код количества импульсов И, прошедших на счетчик 11, переписывается в регистр 12, В дальнейшем цикл преобразования продолжается.Интервал времени е , в течение которого подсчитывались импульсы счетчиком 11, определяется через количество импульсов И где К - частота тактовых импульсов,В свою оцередь интервал времение г равен где 1 - время интегрирования во 5 втором полупериоде коммутации. Интервал времени й можно определить, приравняв нулю уравнение- 1 й) 2 УдПодставив (4) в (3), определим Из выражения (2) сходим Т 0 г-БИ4ЕЕЮЕ2524ф о р м у л а, и з о б р е т е н и яСпособ измерения относительнойразности амплитуд двух гармоническихнапряжений, заключающийся в том, чтопоследовательно в течение двух равных интервалов времени преобразуютизмеряемые напряжения в постоянныенапряжения, о т л и ц а ю щ и й с ятем, цто, с целью уменьшения времениизмерения, полученные постоянные на 35 пряжения последовательно интегрируют,причем в течение первого интервалавремени интегрируют меньшее по значению постоянное напряжение, полученный результат запоминают, второе40 постоянное напряжение интегрируютдо момента, когда текущее значениебудет равно запомненному, измеряютинтервал времени между этим моментоми моментом окончания второго интер 45 вала, значение которого пропорционально относительной разности амплитуд двух гармонических напряжений,1732287 Риз,2Составитель А,КомиссароТехред А,Кравчук рректор С.Шекма ктор В,Бугрен зводственно-ивдательский комбинат "Патент", г,од, уп. Гагарина, 10 ЗакаВЯИИПИ 1 Тиражсударственного комитет 113035, Иосква,изобретениям5, Раушская на дписноеоткрытиям при ГК д, 4 И