Устройство для раздельного измерения параметров комплексных величин

а 4бй пючтвн,а м О Л Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сбюз СОВетшйж СОцйайбжтицешйх Республик(51) М, Кл. Сг 01 К 17 ЩДВРСТВВВНЬЫ ВВМИТВТВовка Мюнваа ИРпц ддлаи н 3 цбратбнм 1и атиривй 23) Приоритет43) Опубликовано 15,45) Дата опубликова 53) УДК 621,317.7.0. .835 (088,8) 7 е 76 Вода" вь 2 ия описания 10,11.7(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕН. 11 АРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ВЕЛИЧИНИспоыэз жи Вающег О тоянной вре фильтра вемени и, слействия. е личению пос едоватэльно,б рст Известе. рмев аког сднала нан автомат о тока дпя фоне квацр ический компенсатор измерения попезного атурной помехи, в к Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при необходимости раздельного измерения параметров комплексных величин, например, при измерении параметров электрических б цепей, а также при измерении неэпектричеоких величин с НОмощью индуктивных и ем костных первичных преобразователей.Известны устройства, в которых измеряемый сигнал, несущий информацию о компек О спой величине, компенсируется циклически напряжением тока, фаза и частота которого совпадает с полезным сигналом, амплитуда изменяется по пилообразному закону, квадрвтурная помеха же компенсируется статиче: й ки нах 1 ряжением ОбратнОй СВязи с ВыхОда усилителя рассогласования. ванне в таких устройствах сглатором измеряемое напряжение компенсирует ся напряжением, совпадающим по фазе с попезным сигналом и развертываемым по времени по пилообразному закону в течение одного полупериода несущей частоты, причем компенсация наступает в момент, когда мгновенное значение квадратурной помехи равно пудрТакой компенсатор может быть использован дпя измерения параметров комплексных величин, если полезный сигнап несет информацию об измеряемом параметре.Известно также устройство дпя разделт:- ного измерения параметров комплексных величинсодержащее генератор синусоидального напрюсения, один из выходов которого через формирователь импульсов соединен с входом электронного ключа, а другой его выход через первичный измерительный преобразовагель и нуль орган также соединен с электроьным ключом, генератор импульсов образцовой частоты, выход которого соединен с ВхОдОм электронного ключа гене ратор компенсирующего напряжения и цифровой индикатор 2, В таком к эмаенсаторе равновешиваниепроизводится за конечнО 8 числО шагов, ко: торое при малой погрешности дискретности делителя напряжения может быть довольно большим, что определяет невысокое быстро действие устройства. К тому же тпудность формировании компенсирующего напряжения заданной формы, амплитуда которого меняется по пилообразному закону, приводит к сравнительно невысокой точности измерения фБель изобретения - увеличение быстродействия и повышение точности измеренияЭто ДОстигается тем, что устройствО снаб жено кольцевым счетчиком импульсов, вход которого соединен с выходОм и 18 ктронного ключа а Один из ВыхОдОВ кольцевого счеР чика импульсов соединен с входом цифрового индикатора, при этом второй 81 О выход через генератор компенсирующего Напряжения подключен к входу Буль ОрГанаНа фиг. 1 представлена блок-схема устройства длн раздельного измерения параметров комплексных величин,." БЙ фиг, 2- временнь 1 е диаграммы поясняющие его работу.Устройство содержит генератор синусоидального напряжения 3., первичный измери-.тельный преобразователь 2, формирователь импульсов 3, электронный кшоч 4, генераЗО тор импульсов образцовой частоты 5, кольцевой счетчик импульсов 8, генератор компенсирующего напряжения 7, нуль-орган 8 и цифровой индикатор 9.На временных диаграммах (фиг. 2) изображен график процесса компенсации, где: Оо - напряжение генератора; У - выходное напряжение первичного преобразователя, са держащее счнфазную составаяюшую Ос совпадающую по фазе с УО, и квадратур- ную составляющую О.," У-.- линейно- нарастающее компенсирующее напряэкение;У- последовательность коротких импульсов на выходе фоРмиРоватеаа;Ц, к - последовательность импульсов на выходе нуль-органа. щНапряжение О, с Выхода генератора 1 подается на вход первичного преобразователя 2 и на вход формирователя 3. При этом на выходе преобразователя создается напряжение, синфазнан составляющая кОторО 1 О содерэкит информацию об измеряемом параметре и подлежит измерению, На выходе формирователя Образуются короткие импуль сы Щ, соответствующие моментам перехода напряжения УО через нулевое зна- у, чение.Первый импульс с выхода формироваэщн 3 открывает электронный клкэч 4. При этом импульсы от генератора образцовой частоты 5 поступают на кольцевой счетчик импуль- я 4сов 6 Частота следования импуаьсов генератора 5 и емкость счетчика 6 выбираютсяиз условия заполнения последнего через интервап времени Т/4 где Т - период синусоидальноГО напряжения Выходной ипульс, соответствующий моменту заполнения счетчика 1 1, запускает генератор компенсирующего напряженин 7 и возвращает счет- ЧИК 6 В ИСХОДНОЕ СОСТОННИЕ, ПОСЛЕ ЧЕГО ВБОВь Бачинаетсн 8 ГО заполнение им пульсами генератора 5. Линейно-нарастающее напряжение Ук, Генератора 7 срав ф Бавается с выходным Н 1 прнэкением О измерительного преобразователя 2 с помощью нуль"органа 8. В моментравенства этих Бапр 1 окений нуль-Орган 8 вырабатывает первый импУльс последовательности 1 н, к Орый закрывает электронный ключ 4 Оче.- видно что число и у 1 Г 1 э 1 ьов записанное счет чиком 6 От момента Ь 1 до момента Определяет расс оглас Ование (удаленность системзй Ох состониын .";Вазиравыоаесия) воз никшее после первого цикла компенсации,Второй импульс с выхода формирователя 3 в момент , снова открывает электрови 1 й ключ 4, через который импульсы от генератора 5 поступают на счетчик 6, На выходе последне 1 о в момент ъпоявится импульс, соответствуюп 1 ий полному заполнению счетчика Как и В первом цкйл 89 этот импульс запускае генератор компенсирующего напрнэкенин 7 и возвращает счтчик 6 в исходное состояние, после чего вновь начинаетсн его заполнение импульсами генератора 5, Очевидно, во втором цикле компенсации момент начала разверткисдвинут относительно момента т, . Влево ьа величикну рассогласования ВОзникшегО пОсле перЙц 1 р12 равен интервалу Ф ъ ) При равенстве лиНейно БараСТЙЮщегО НапрнжеНИИ УК 2 и напряжения 0 в момент 1 Второй импульс с выхода нуль-органа закрывает электронныф ключ 4 Число импаьсов, зафиксированнее счетаиом, будет соответс Гвовйть интергалу4 б ) ф р превь " и 1"тервйл первого рассогласования ( 1, 1 ) на величину рассогласования, ВОЗНИК 1 аего после второ 1 О цикда ко 1 лпенсации ( интерва, Времени 1 Ф ).В следующем третьем цикле еомцснса ции мОмент начала развертки б, Окажется сдвинутым Относительно момента , на интервал Времени, равный сумме первого(интервал12 ) и второго (Интервалб,. ) рассогласонйнийПроцесс уравновешивания продопжаетсн до тех пор, пока равенство напряжения Пи компенсиРУюЩего БЙЩэыженин ОК не б.лет наступать точно В момент перехода через нулевое значение квздратурной составляющей О,. Тогда время Ьот начала разверткй до момента компенсации (при постоянстве угда наклона линейно-нарастзк- щего напряжения к оси времени) будет прямо пропорционально амплитуде синфазной составтяющей Ос, т.е. Измеряемому параметру.В частном случае (фиг. 2) процесс уравБовешивания заканчивается Бз 4 цикла комПЕБСЗЦИИв ОЧЕВИДНО, В ПЯТОМ И ПОСЛЕДУЮЩИХ циклах число импульсов, фиксируемое счеъчиком в момент наступления компенсации и ПРОНОРцйонйпьБФ 3 ВРемени Ь к е Бе бУдет 5 ИЗМЕНЯТЬСЯ еЕРИОДнеЕСКОЕ ВЖПРОИЗИЕДЕБИЕ этого числа цифровым индикатором 8 позвс ляет получить отсчет измеряемой ведичиньтеОписанный процесс уравновешивания не изменася и в том слючае, когда момент 20 компенсации Наступает раньше перехода квздратурной составляющей через Буль.Предлагаемое устройство ддя раздедьно- ГО измерения параметрОВ комБхексных ве дичин обеспечивает повышенное быстродей Ь ствие, поскольку в нем ши уравновешивания тем больше, чем дальше система находится от состояния ки рзира новесия Про ведены исследования сходимости процесса уравнОВешиВания показали что при погреш ЗО ности непопного уравновешивания О,Х% и кОмпенсзции дважды зй период максимальное число шагов не превышает 7. При этом время уравновешивания составпяет 7 мкс дпя частоты напряжения питания генератора Зб 1 О Гцв В прототипе при использовании3поразрядного уравновешивания и наличии трех декад делителя напряжения мзксимздь ное кОличество шаГОв составляет тридцйтьвПредлагаемое устройство позволяет так же увеличить точность измерения, т,к, формированне линейно-нарастающего компенсирующего напряжения осуществляется с мень шей погрешностью, чем формирование синусо- ИДЗЛЬБОГО НйПРЯЖЕБИЯ ЗЗДЗННОй фйЗЫв ЗМПЛИ туда которого изменяется по пилообразному ЗЗКОБУеФ ормула изобретенияУстройство для раздедьного измерения параметров комплексных величин, содержащее Генератор синусоидздьного нзпряже Бияодин из выходов которого через формирователь импульсОВ соединен с ВХОдОм электронного ключа, з другой егО ВыхОд через первичный нзмерителькый преобразователь и нуль-орган также соединен с алек травным ключом, генератор импульсов образце,зой частоты, выход которого соединен с Входом;.лектронного ключа, генератор компенсирующего напряжения и цифровок индикатор, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью уведичения быстро- ДэйСТВИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИяе оно снабжено копьцевым счетчиком импуль- СОВУ ВХОД КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ электронного ключа, а один из выходов кольцевого счетчика импульсов соединен с ВХОДОМ ЦифРОВОГО ИНДИКЗТОРЗв ПРИ ЭТОМ ВТО- рой его Выход через генератор компенсирую щего напряжения НОдкдючен к вхОду нудь- ОргзБаеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:Х в Лвт, свв 2 39432, Кл. Н 03 К 17/1 3 от О 7 Л 2 ЯБа. ЛВТ, св. 3 ХОХМ, Кл.в О 1 К 7 Обот 27,О 4.7 О г,Составитель Г. Штамбергередактор Н, Каменскан Телред А. Богдан Корректор Б. Юнас по депам изоб 113035, Москва, Ж, РПодписноетета Совета Министровретений и открытийаушскаи набд. 4/5 илиал ППП Патент", г. Ужгород, а. Проект Заказ 4832/529 Тираж 1029 ЦНИИПИ Государственного коми СССР