Устройство для коррекции параглетров преобразователей электрических величин в цифровой код

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства М МП 1 х 6 06 30 аявлено 07 М 111.1968 (ЛЬ 1263650,18-24) присоединением заявки хЪ риоритет Комитет по целобретений и отк и в У;Я 681.325(088,8 убликоваио 08.Х 11,1970. БОллете гь ЛЪ за 19 та опубликования описа:Пя 1.11,1971при Совете МинноСССР вторзобретени,Ц г. Е,ШтР 2 Н Заявитель ТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ПАРАМЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В ЦИФРОВОЙ КОД зхэдами ирсобльных им пульчемента.ет 11 овысть поавтостабилиза соед:и ратора нслииеЭто ны со контр Ного э разователя, гепов, усилителя мехоустойчивостьцию преобразоваПОЗВО печит обе ля. Изобретение отОсится к области автомки и вычислит ль:ой тсхн 11 ки.Известны устройства для коррекции параметров преобразователей электрических величии в цифровой код, принцип работы которыхОснован Фа использовании Опорных эталонов(напряжения и тока),Предложенное устройство отличается тем,что оно содержиг цифровой анализатор, выНОлнеииый на регистрах и цифрОвых решаюцих элементах, и доиол 1 штельный контур, содержащ 1 т 1 силитель, иелинейньй элемент,вертирующий трансформатор, потенциометрический делитель и уравнивающие делители напряжения, при-См усилитель охвачен отрицательной обратной связью через одно из плечпотенциохетр 1 ческо о делителя напряжения инелинейный элемент, а другое плечо этого делителя соединено с выходом генератора контрольных импульсов, выход усилителя через 20инвертиру 1 ощий трансформатор, уравнивак 1 щий делитель напряжения и первый переключатель соединен со входом прсобразователя, скоторым та",оке соединены через первый персключатель и уравнивающие делители напряжеиия,выход нелинейного элемента и средняяточка потенциометрического делителя, - выход преобразователя соединен через второйпереключатель со входами цифрового анализатора, выходы которого через олоки коррекции 30 1-1 а фиг. 1 изооражена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы зависимости потенциалов иа основных элементах дополнительного конт;ра от входного иаиркения (напряжения на левом плече потенциометрического делителя).Устройство содержи прсобразователь электрических вел:чии в код 1, подлежащий контролю; генератор контрольных импульсов 2 с внешним управлением пуска; Генер 2 тор управляющих импульсов 3, определяющий частоту и порядок следоьаиия импульсов контроля; каскад проверок павы (незанятости) 4 преобразователя 1; уравиивающий делитель напряжс;Ия 5 (аттеюатр); переключатель 6, коммутирующий вход прсобразователя 1 с рабочей цепи иа кон 1 рольные; переклОчатель 7, коммутиру 1 ощий выход преобразователя 1 с рабочей цен на О 1 трольиье; олок. 8 правления перекл 10 чателяхи; регистр 9, Ода контрольного импульса генератора; дополнительный контр 10, состоящий из усилителя 11, Пот"нциометр 1 гческого дслителя 12, нелинейного элемента 13 (наример. диода), уравчивающпх делителей напряжения 14 - 1 б; ипвертирующего трансформатора 17,о стройство содержит таки(е Олоки коррекции 13 - 21 и цифровой анализатор 22, состоящий из регистров 23 - 23 и цифровых решающих элементов 2 б - 3 б.Устройство ряоотает следопим оорязом.Если передаОия 51 характеристика нелинейного элемепга 13 выражается стспсн ой зависимостью со степенью, большей единицы, то прп большоъ Зпячеипн коэффициента усиления усилителя 11 (богее 1 С - 50) папряженис в узловых точках контура в функции входного напряжения (т, е. на левой ветви потспцпометрпческого делителя 12) имеет зависимость, ;оказанную на фиг. 2.Общий харакгер зависимости таков, что няпряжепиеа выходе контура 10, т, е. на выходе усилителя 11 (кривая 1 на фиг. 2) для цепи с большим значением коэффициента отрицательной обратной связи линейно зависит от входного напр 51 жения, а коэффициент, передачи определяется отношением плеч 1( и п 1( делителя 12 и слабо зависит от характеристики передачи нелинейного элемента 13.Однако напряжение па средней точке делителя 12 (кривая П на фиг. 2) зависит от общего коэффициента передачи в петле обратной связи. Например, при увеличении коэффициента передачи нелинейного элемента 13 относительное напряжение на средней точке делителя 12 падает. В то же время на выходе этого элемента (т. е. па входе усилителя 11) практически сохранится пропорциональная за,висимость Гкр 1 вая 1 П на фиг. 2). Эти особенности позволяют выяснить, какой из параметров контура отклонился от номинала.Работа устройства делится на два этапа: а) настройку и б) режим авторегулирования.При настройке, если параметры преобразователя 1 номинальны или подстроены), переводят переключатели б и 7 последовательно в позиции опроса делителей 5, 14, 15 и 1 б. В каждой позиции однократно включают генератор 2, проводят кодирование соответствующих импульсов и регулируют коэффициенты ослабления соответствующих делителей б, 14, 15 и 1 б так, чтобы величины амплитуд импульсов на их выходах (с учетом нагрузки) были равны между собой. Последнее определяется по равенству значений кодов, обозначен ых далее через А, В, С, Д и заносимых в регистры 9,23, 24 и 25, Эти числа должны быть равны выбранному значению эталонного кода К. При коэффициенте передачи делителя 15, равном единице, это соответствует линни 17 и точке а на фиг. 2.Предполагается, что за время четырехкрагного кодирования параметры элементов пе изменяются настолько, что это вызывает отклонение в младшем разряде преобразователя 1.В режиме авторегулирования сигнал с генератора 3 после прохождения каскада 4, проверяющего паузу в работе преобразователя 1 по основной цепи, с помощью блока 8 подключает преобразователь 1 к клеммам четырехуказанных позицй со скоростью пореклюенпй, определяемой скоростью работы кодиру 5 ющего устройства.Проводится подряд четыре кодировашя,после чего преобразователь на длительное время снова под:(люгается ко входным рабочихцепям.10 Теперь устройство может автоматически определять отклонение параметров каждого изосновгых узлов схемы. При этом определяется:изменение коэффициента преооразования15 преобразователя 1; изменение амплитуды генератора 2; изменение коэффициента усиленияусилителя 11; изменение положения рабочейточки на характеристике нелинейного элемента 13,20 В частности, если изменится только коэффициент преобразования блока 1, например, навеличину р, то всс четыре вспомогательныхкодовых числа Л, В, С, Д изменятся на однуи ту же величину + 3;Если, например, изменится па вес;чин -атолько амплитуда импульсов генератора 2, то,как видно из фиг, 2,величииа кода А с выхода генератора 2 получит значение30А =Кзт+с;величина кода В в средней точке делителя 12получит значение В=К - , где в - показаЗ 5 тель степени нелинейности элемента 13;велгчина кода С ня входе усилителя 11 получит значениеС:К +7,40 величина кода й ня выходе усилителя 11после трансформатора 17) получит з ачеиие:1 - Кзт (45 Если изменится характеристика нелинсй 1 ногоэлемента (з-за температуры, старения и т. п.), то, обозначая воз:икшее по этой причине отклонение на входе усилителя 11 через ту, получим следующие коды:А = Кз. В = Кзт -1: -С = Кт, 0 =К+ тЕсли изменится коэффициент усиления уси лителя 11, то, обозначая возникшее по этойпри 1 Ие отклонение кода С через +6, получим для кодозых чисел следующие значения:А=К, В=К -С К+ 11 КзтОтсюда в 1 дно, что во всех случаях коды Л,В, С, О отличаОтся друг от друга. Так как в подобных устройствах хО 5 кет иметь место 65 лишь моното.шый уход всех параметров, томинимальные Величины и, р, у, б отклонений выявятся в ьидих разрядах преобразователя 1. Ввиду того что величины указанных отклонений малы, 3 х одновременное влияние,выявляется лишь в суммарном виде, так как члены и, р, у, б и т. п. составят малости более высокого порядка и це будут учитываться кодирующим устройством, Вследствие этого результирующие отклонсния могут принимать для различных кодозых чисел А, В, С, 1 Э следующие значе;шя:А:Кэ, - З -- ",С:К +: -,-- 3,-т , -Следует учитывать, что мцнцмальые отклоцеция параметров и, р, у, 6 пли их сумма могут изменить значение одного младшего разряда преобразователя 1.Цифровые решаюцис элементы 2 б - 3 б цифрового анализатора 22 предназначены для определения причины отклонения кодов А, В, С, Р от эталона и выработки сигналов управления для блоков коррекции 18 - 21, которые воздействуют на подстроечные элементы перечи:- лсцпых ранее узлов устройства. В частности, если степенная зависимость с 3 коэффициента передачи нелинейного элемента 13 близка к кубической, то в цифровой анализатор 22 включают решающие элементы: блок разности 3 б кодовых чисел О - А, определяющий в цифровой форме параметр +у; блок разности 3 б кодовых чисел С - 1, которьш выдает параметр + б; блок 2 б утроения кодового числа В; блок 27 получения первого вспомогательного числаЗВ - С + 2+-2 у+2 Кэтблок 28 получе:-шя второго вспомогательного числаЗВ - С - 2 Кэт = 3-21:г 2 у,которое полузется путем вычитания числа 2 Киз числа, чолучегцого на выходе блока 27; блок 29 удвоения значения числа параметра +у; блэк 30 пслучения удвоенного значения парамег 1 а -+р путем сложеция числа + 2 р+-2 у, полученного на выходе блока 28, с числом, полученным на выходе блока 29, что в итоге дает параметр +2 р; блок 31 деления величины пара 3 стра +2 р на два; блок 32 вы. читация из числа А значения числа К, что дает третий вспомогательцый параметрКэт -- иблок 33 получеция параметра +-и, что достигается путем выч;тация параметра + р из числа, полу с;цэ о ца выходе блока 32; блок 34 уста:овкц заданного значения числа 13,эт и 2 Кдля работы блоков 32 и 28.Таким образэм, цсрознь определяют все пя. раметры отклонени. Указанные действия цад числами А, В, С, 1 могут быть выполцсцытакже в виде одхо процессора с регистрапамяти прож 3 куто цых ц конечных результатов, работающм от блока управления,5 При зцачсшц показателя степени, отличногоот трех, соотзетсг 3 е;шо мецяотся некоторыекоэффцпенты в блоках 2 б, 29 и 31.Опредслеше величины параметра 63 и севыбор произгозлятся во время настройки уст 10 ройствя. Для этого цзсняот сГцял ня Выходе генератора 2 таким образом, чтобы полуРчсццый код В=Кэт - отличался ца несэко ько 3 Ядш х 33 азэндов От Кэт (паРамет15 ры р, у, б рав:ц нулю, так как предварительцосцстемя яствя:35 еГс 5 В соотВстствцп с услов:см А В=С=-О),ОотВстст 3 енцо код С= К этиКэПараметр э= - " определяется одноВ - Ккратцо и В дальцсйшсм подстройке це подле- ;К:П. ЕСЛИ ПОЛ, ЕШОЕ ЗНаЧЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ н :е соотзетств,т коэ:фцциенту заложенному 25 в структуру решающих элементов анализатора 22, то несколько меняются параметры элемента 13, после чего подстраивается урави- вающий дел;тель 13 так, чтооы имело место ГязсцстВО 1:.Одов А =В - С. Зяте, .Як казя цо выше, проводится новое определение значения параметра 3.Полученные цифровые значения параметроврасстройки системы преобразуются в блоках 18 - 21 в форму, необходимую для работы эле мецтов подстройки узлов устройства.Таким образ эм, в устройстве осуществляется коррекция параметров как преобразователя электрических величии в код, так ц собственно схемы коррекцш. При этом в устройстве ог сутстзует актцзный этлоц тока или ца:ряжения и зместо него используется импульсный цсточцц Тока 3 ли цап 13 яженця, цзецеце параметров котээого корректируется самим устройством. В качестве эталонирующцх элемец тов используотся пассивные делители напряженц, мход па 1 эамет;эов которых вы 13 яжсц знач:тельно слаоее чем у активных элсмецтов, чтс повышает точность преобразования.50Предмет изобретенияУст 1 эойство для коррекции паряметроз преобразователей электрических вел:чцп в цифровой код, содержащее преобразователь, ге цератор коцтрольных импульсов, генераторуправляющих импульсов, каскад проверок паузы преобразователя, два переключателя, олок управле:шя переключателями, регистр, Олокц коррекцц ц делитель напряженя От лачаюиееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и обеспечения автостабцлцзяцци преобразозателя, устройство содержит цифровой анализатор, выполцеццьш ца регистра., ц ццфрозых реп ющих элементах, а так ке до.олцтслыы коцтур, содеэжащцй ус;289426 ге г зд. Ъв аказ 41 ираж 480 иип дписное пографпп, по. Сапунова,литель, нелинейный элемент, инвертирующий трансформатор, потенциометрическпй делитель и уравнивающие делители напряжения, причем усилитель охвачен отрицательной обратной связью через одно из плеч потенцпометрического делителя напряжения и нелинейный элемент, а другое плечо этого делителя соединено с выходом генератора коггролы 1 ь 1 х импульсов; выход усилителя через инвертирующпи трансформатор, уравнивающ 1 гй делитель напряжения и первый переключатель сое,динен со входом преобразователя, с которым также соединены через первый, переключатель и уравнивающие делители напряжения выход нелинейного элемента и средняя точка потенцпометрнческого делителя, выход преобразователя соединен через второй переключатель со входами цифрового анализатора, выходы которого через блоки коррекции соединены со входамч преобразователя, генератора конт рольных импульсоз, усилителя и нелинейногоэлемента,