Устройство для измерения амплитуды и постоянной составляющей синусоидальныхнапряжений

4Л ИСАНИ ЗОЬЕЕтвни АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС2425 Союз СоветскихСоциалистически публ от авт. свидетельства41968 ( 1207698/26-24 анисим Кл, 42 тп аяв явкис присоединение 1 ПК 6 06 т итет Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССРУДК 681,325(088,8) Опубликовано 25.1 Ч,1969. БюллетеньДата опубликования описания 5.1 Х.1969 Авторыизобретения В, В, Смеляков и В. Н, Чинков ьковское высшее командно-инженерное училиЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙносится к области преобравания измерительной инфоря ампли- синусои- еобразонтервал, фметичедключен входами ключены дключенггеров -1и не обладают доупростить уст.змерения. 3 Из обре отзования иромации.Известны устройства для измерени туды и постоянной составляющей дальных напряжений, содержащие пр ватель напряжения во временной и выход которого подсоединен к ари скому устройству, один из входов по к генератору, а второй объединен со нуль-органов; выходы последних под ко входам триггеров управления, по ных к схеме управления, а выходы тр к управляющим входам вентилей. Такие устройства сложныстаточной точностью.Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит суммирующий и вычитающий счетчики и делитель частоты, причем сум мирующий и вычитающий счетчики объединены поразрядно через вентили и подключены: первый - непосредственно, а второй через делитель частоты к генератору через вентили; выход суммирующего счетчика подключен 25 к триггерам управления, арифметическому устройству и преобразователю напряжения во временной интервал.Эти особенности позволяютройство и повысить точность и На чертеже приведена схема описываемого устройства,Оно содержит преобразователь 1 аналог - код, арифметическое устройство 2, дискретное устройство 3 для выделения моментов переходов измеряемого напряжения через максимумы и блок управления 4. В состав преобразователя аналог в код входят преобразователь 5 напряжения во временной интервал и кварцевый генератор б.Арифметическое устройство 2 состоит из суммирующего счетчика 7 и реверсивного счетчика 8, схемы И 9, триггеров реверса 10и знака 11.Дискретное устройство 3 для выделения моментов перехода сигнала через максимумы содержит умножитель частоты на два, состоящий из суммирующего счетчика 12 и вычитаю- щего счетчика 13, соединенных поразрядно, нуль-органы 14 и 15 перехода измеряемого напряжения через нулевые значения, триггеры управления 16 - 21, вентили управления 22 - 26, вентили переноса 27, делитель частоты 28 с коэффициентом деления 2, в качестве которого может быть использован триггер, схемы ИЛИ 29 и 30 и лампочки индикации 31 и 32 знака постоянной составляющей.Блок управления 4 состоит из переключателя 33 режим работы, кнопок пуск 34 и сброс 35, схем ИЛИ 36 и 37,В исходном состоянии счетчики 7 и 8, 12 и 13 находятся в нулевых состояниях, все вентили закрь 1 ты; потенциалом триггера 10 счетчик 8 включен для работы в режиме вычитания, зажигающий потенциал с триггера 11 подается на лампочку 31 для индикации знака + постоянной составляющей.Измеряемое напряжение поступает на преобразователь 5 и входы нуль-органов 14 и 15, которые обеспечивают формирование коротких управляющих импульсов в моменты переходов напряжения через нулевые значения из положительной области в отрицательную и из отрицательной в положительную. В первом случае управляющие импульсы на выходе нуль-органа 14 возникают в моменты времени 1 о,71. Во втором случае управляющие импульсы возникают на выхсде нуль-органа 15 в моменты времени 1 о, 1 1. Через 1и 1 обозначены моменты перехода измеряемого напряжения через положительный и отрицательный максимумы соответственно. Могут быть записаны следующие соотношения:=+Л,; (1) Г =1,+Л (2) где Ы, и Л 1, - участки периода измеряемого напряжения, соответствующие его нахождению а области положительных и отрицательных значений, причем:о - о2 2 Импульсы, соответствующие моментам времени 1 и, и импульсы, соответствующие моментам 10 и 1, поступают на вентиль 2 б и через схему ИЛИ 30 на вентиль 25, а импульсы, соответствующие моментам 1 г, и только на вентиль 25 через схему ИЛИ 30.При нажатии кнопки пуск 34 через схему ИЛИ Зб срабатывают триггеры 1 б и 17. Потенциал триггера 1 б открывает вентиль 2 б, а потенциал триггера 17 подготавливает вентиль 25 к работе. Через открытый вентиль 2 б первый же импульс с нуль-органа 14 возвращает триггер 1 б в исходное состояние, закрывая вентиль 2 б и открывая вентиль 25. Импульс с выхода нуль-органа 15 проходит через открытый вентиль 25 и опрокидывает триггеры 19 и 21, открывая вентили 22 и 24 соответственно, которые предварительно подготовлены к работе триггером 20. Кроме того, потенциалом триггера 21 по одному из входов открывается вентиль 23, а по другому входу он закрыт триггером 20, Через открытый вентиль 22 и делитель 28 импульсы с генератора б начинают поступать на вычитающий счетчик 13 с частотой -За промежуток времени 1 о - о2в счетчик 13 поступит число импульсов; Лф = ( - 1 о)- . (5)гУчитывая равенство (3), получим:5 ф 1=М1 о (6)Так как счетчик 13 - вычитающий, то припоступлении на него числа импульсов У в нембудет записано число 2 1 - У где т - количество разрядов счетчика.10 В момент 1, с нуль-органа 14 поступает импульс, который через вентиль 24 и схемуИЛИ 29 осуществляет перенос показаний изсчетчика 13 в счетчик 12 с помощью вентилейпереноса 27, количество которых равно числу15 разрядов счетчиков, и сброс счетчика 13 нануль; опрокидывает триггер 19, который закрывает вентиль 24.Импульсы генератора б через открытый вентиль 22 и делитель 28 продолжают поступать20 на счетчик 13 и к моменту поступления импульса, соответствующего моменту М в нембудет зафиксировано число 2 о - У Импульс,соответствующий моменту г опрокидываеттриггер 19, выходным сигналом которого пере 25 брасывается триггер 20, открывая вентиль 23и закрывая вентили 22 и 24. С этого моментаимпульсы генератора б начинают поступать через вентиль 23 на счетчик 12 с частотойкоторые поступают до переполнения счетчика,З 0 что соответствует поступлению У, импульсов,Число импульсов У, с частотой )о поступит насчетчик 12 за время:Ь,= - ,УоСогласно выражению (1) это будет соответствовать моменту времени 1. Импульс, поступающий в момент времени 1 с выхода счетчика 12, производит следующие операции:40 - запускает преобразователь 5 напряженияво временной интервал;- перебрасывает триггер 10 в состояние,соответствующее работе счетчика 8 на суммирование;45 - возвращает триггер 21 в исходное состояние, закрывая вентиль 23, и импульсы с генератора б на счетчик 12 не поступают;- через схему ИЛИ 29 и вентили 27 осуществляет перенос показаний счетчика 1350 (2 о - ,Ч,) в счетчик 12;- опрокидывает триггер 18.В преобразователе 5 мгновенное значение напряжения, равное У =, +1/о, в зависимости от знака постоянной составляющей, пре 55 образуется во временной интервал, которыйзаполняется импульсами высокой частоты генератора б. Таким образом, с выхода преобразователя 5 на счетчики 7 и 8 поступает числоимпульсов:60х=з.р +ц),где р - число, обратное дискретности преобразования напряжения в цифровой 65 код.10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 оУправляющий импульс Р, возвращает триггер 19 в исходное состояние и опрокидывает триггер 21, который повторно открывает вентиль 23, и импульсы с генератора б снова начинают поступать на счетчик 12, Но теперь уже импульс переполнения " появляется на выходе счетчика 12 через промежуток времени: Ж,= - ,Хочто соответствует моменту времени 1 на основании (2),Импульс Г " выполняет следующие операции:- вторично запускает преобразователь 5,но теперь уже для измерения мгновенногозначения напряжения в момент отрицательного максимума У(1) =У,+ /о,- опрокидывает триггер 18, а тот, в своюочередь, триггер 17, закрывая вентиль 25;- возвращает триггер 21 в исходное состояние, закрывая вентиль 23;- устанавливает счетчик 8 с помощью триггера 10 в режим вычитания.С выхода преобразователя аналог - код(5 и б) число импульсов:хд г 1 т - (8)поступает в счетчик 7 на суммирование,а в счетчик 8 - на вычитание.При завершении цикла измерения счетчик 7зафиксирует амплитудное значение, а счетчик 8 - величину посгоянной составляющейизмеряемого напряжения.Но режим работы счетчика 8 зависит от знака /о: при У,)О число импульсов х =гг +У,поступает на суммирование, а х"=У - (1 о -на вычитание. Так как состояние триггера 11не изменяется в процессе измерений, то лампочкой 31 будет индицироваться знак +.Если же Г.го(0, то х =с 1, - Г.,г, поступает насуммирование, а число х" =/ - Уо - на вычитание. Но так как х (х", то, если не принимать специальных мер, в счетчике 8 числох= - 2 ф 1 О будет зафиксировано в обратномкоде. Для получения числа хг= - 2 ргг, в прямом коде с учетом знака служат схема И 9и триггер 11. Тогда при х =х" счетчик 8 проходит через нулевое состояние, в результатечего сработает схема И 9, которая своимвыходным импульсом опрокидывает триггеры10 и 11. Первый из них устанавливает счетчик 8 в режим суммирования, а второй подает потенциал на лампочку 32 для индикации знака- . Таким образом, после завершения цикла измерений в счетчике 8 будет зафиксирована величина х,=2 рГго, но со знаком- .Результаты, записанные в счетчиках 7 и 8 иХ, пропорциональные амплитуде (1 ,= и постоянной составляющей Уо= - , выдаются наг,.",регистрирующие устройства, в качестве которых могут использоваться световая индшгацпя и цифропечатающее устройство,Прибор имеет три режима работы, устанавливаемых с помощью переключателя 33 ре. жим работы: ручной, автоматический и ждущий, от программного устройства.В первом случае после измерения амплитуды и постоянной составляющей измерения прекращаются до прихода следуюшего импульса пуска от кнопки 34 пуск в блоке управления 4, Предварительно кнопкой 35 сброс необходимо установить схему прибора в исходное состояние.Во втором случае после нажатия кнопки 34 пуск происходит автоматический сброс и запуск схемы устройства выходным сигналом триггера 18, который поступает через схему ИЛИ 37 на сброс, а через схему ИЛИ 36 - на запуск прибора.И, наконец, третьим режимом является работа прибора от внешнего программного устройства. Предмет изобретенияУстройство для измерения амплитуды и постоянной составляющей синусоидальных напряжений, содержащее преобразователь напряжения во временной интервал, выход кого- рого подсоединен к арифметическому устройству, один из входов подключен к генератору, ,а второй объединен со входами нуль-органов, выходы которых подключены ко входам триггеров управления, подключенных к схеме управления, а выходы триггеров - к управляющим входам вентилей, отличаюгиееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения схемы, оно содержит суммирующий и вычитающий счетчики и делитель частоты, причем суммирующий и вычптающпй счетчики объединены поразрядно через вентили и подключены: первый - непосредственно, а второй через делитель частоты к генератору через вентили, а выход суммирующего счетчика подключен к триггерам управления, арифметическому устройству и преобразователю напряжения во временной интервал.1ььф 4242507 роост Составитель Ы. Р. ШтильманНанкина Тсхред Л. К, Малова Корректор Т. П. Лаврухина Гедакт пография, пр нова,аказ 2141/15 Тираж 480 Подписн ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Центр, пр, Серова, д. 4