Устройство для раздельного измерения параметров комплексных величин

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1779890(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 071278(23)2693821/18-21с присоединением заявки Ио -(51)М. Кз С 01 й 17/06 Государственный коинтет СССР но дееаи изобретений н открытий(53) УДК 621,317,7, .0.835(088.8) Дата опубликования описания 181180 Е,Е.Добров, В,Н,Чорноус, Г,И.Шаронов и Г,А.Штамбергер(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО. ИЗМЕРЕНПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ВЕЛИЧИН Изобретение относится к областиэлектроизмерительной техники и можезбыть использовано для раздельногоизмерения параметров комплексныхвеличин, например, при измерении параметров электрических цепей,Наиболее близким по техническойсущности является устройство для раздельного измерения параметров комплексных величин, содержащее генератор синусоидального напряжения,формирователь импульсов, электронныйключ, нуль-орган, первичный измерительный преобразователь, генераторимпульсов образцовой частоты, коль" 15цевой: счетчик импульсов, цифровойиндикатор и генератор компенсирующе-.го напряжения 11. Недостаток этогоустройства - низкое быстродействие.Цель изобретения - увеличение 20быстродействияЭта цель достигается тем, что визвестное устройство, содержащеегенератор синусоидального напряжения,один из выходов которого через Формирователь импульсов соединен с первым входом первого электронного клю-,ча, второй вход которого соединен свыходом, первого нуль-органа, первый,вход которого соединен с выходом 30 первичного измерительного преобразо-; вателя, вход которого соединен со вторым выходом генератора синусоидального напряжения, генератор импульсов образцовой частоты, выход которого соединенс третьим входом первого электронного ключа, выход которого соединен со входом кольцевого счетчика импульсов, первыйвыход которого соединен с цифровым индикатором,а второй выход - со входом генератора компенсирующего напряжения, выход которого соединен со вторым входом первого нуль-органа, введены второй и третий электронные ключи, второй нуль-орган и блок запоминания, причем первый вход второго электронного ключа соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, второй вход - со вторым выходом кольцевого счетчика импульсов, а выход - с первым входом блока запоминания, второй вход которого соединен с выходом второго нуль- органа, первый вход которого соеди нен с выходом генератора компенсирующего напряжения, а второй вход " с выходом блока запоминания, со вторым входом которого соединен первый вход третьего электронного ключа,гвторой вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, тре,тий вход - с выходом генератора импульсов образцовой частоты, а выходсо входом кольцевого счетчика импульсов.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1синусоидального напряжения, первичный измерительный преобразователь 2,формирователь 3 импульсов, электронные ключи 4,5 и б, генератор 7 импульсов образцовой частоты, кольцевой счетчик 8 импульсов, генератор9 компенсирующего напряжения, нульорганы 10 и 11, блок 12 запоминанияи цифровой индикатор 13.На временных диаграммах (фиг.2)изображен график процесса компенсации, где чо - напряжение генератора 1 синусоидального напряжения;Овыходное напряжение первичного измерительного преобразователя 2, содержащее синфазную составляющую Мссовпадающую по фазе с Оо , и квадратурную составляющую М,; ч - линейнонарастающее компенсирующее напряжение с выхода генератора 9 компенсирующего напряжения;О - выходноенапряжение блока 12 запоминания;Оф - последовательность короткихимпульсов на выходе формирователя 3импульсов, О , - последовательностьимпульсов на выходе нуль-органа 10;Ок 0- последовательность импульсов на выходе нуль-органа 11;Осчпоследовательность импульсов на выходе кольцевого счетчика 8 импульсов,Устройство работает следующим образом.Напряжение О 0 с выхода генерато"ра 1 синусоидального напряжения подается на входы первичного измерительного преобразователя 2 и формирователя 3 импульсов. При этом навыходе первичного измерительногопреобразователя 2 создается напряжение О , синфазная О с составляющаякоторого содержит информацию об измеряемом параметре и подлежит измерению. На выходе формирователя 3импульсов образуется последовательность коротких импульсов Оф , соответствующих моментам перехода напряжения О 0 через нулевое значение.Первый импульс в момент со свыхода формирователя 3 импульсовоткрывает электронные ключи 4 и 5.При этом импульсы от генератора 7импульсов образцовой частоты поступают на кольцевой счетчик 8 импульсов.Частота следования импульсов генератора 7 импульсов образцовой частоты55 60 б 5 Второй импульс последовательности О ф с выхода формирователя 3 импульсов в момент с снова откры 4вает электронные ключи 4 и 5, через которые импульсы от генератора 7 импульсов образцовой частоты поступают на кольцевой счетчик 8 импульсов, На выходе последнего в момент с 5 появится импульс, соответствующий полному заполнению кольцевого счетчика 8 импульсов. Как и в первом и емкость кольцевого счетчика 8импульсов выбираются из условия заполнения последнего через интервалвремени Т(4, где Т - период синусоидального напряжения Оо .Выходнойимпульс кольцевого счетчика 8 импульсов в момент с , соответствующий моменту его заполнения, запускает генератор 9 компенсирующегонапряжения, возвращает кольцевойсчетчик 8 импульсов в исходное со стояние и передним фронтом открываетэлектронный ключ б, после чего вновьначинается заполнение кольцевогосчетчика 8 импульсов импульсами генератора 7 импульсов образцовой 15 частоты. При этом напряжение на выходе блока 12 запоминания становится равным амплитудному значению синфазной составляющей Ос напряженияО , Задний фронт импульса с выхода р 0 кольцевого счетчика 8 импульсовзакрывает электронный ключ б. Линейно-нарастающее напряжение Ок генератора 9 компенсирующего найряжениясравнивается с выходными напряжениями О первичного измерительногопреобразователя 2 и О. блока 12запоминания с помощью нуль-органов10 и 11 соответственно. В моментыс и с равенства этих напряжений(точка а и а) нуль-органы 10 и 11вырабатывают импульсы, которые закрывают электронные ключи 4 и 5.Кроме того, импульс с вЫхода нульоргана 11, возвращает блок 12 запоминания в первоначальное, нулевое З 5 состояние. Число импульсов, записанное кольцевым счетчиком 8 импульсовот момента с начала развертки домомента сравенства О к и О,(точка а) будет однозначно опреде 4 р лять амплитуду синфазной составляющей ОС напряжения О , т.е. измеряемый параметр. Однако, вследствие сравнительно большой погрешности запоминания напряжения Обло-.ком 12 запоминания и измененйй напряжения О, за время развертки,компенсация, т.е, равенство О иО ,наступит несколько раньше(точка а"). Тогда реальное числоимпульсов, записанное кольцевымсчетчиком 8 импульсов от моментадо момента сопределяет рассогласование, возникшее после первогоцикла компенсации.О 5 20 25 ЗО 35 40 45 60 цикле, этот импульс запускает генера гор 9 компенсирующего напряжения, возвращает кольцевой счетчик 8 импульсов в исходное состояние и передним фронтом открывает электронный ключ б, после чего вновь начинается заполнение кольцевого счетчика 8 импульсов импульсами генератора 7 импульсов образцовой частоты. Задний фронт импульса с выхода кольцевого счетчика 8 импульсов, закрывает электронный ключ б. Очевидно, во втором цикле компенсации момент начала развертки ссдвинут относительно момента с влево на величину. рассогласования, возникшего после первого цикла компенсации (интервал с-сэ равен интервалу с -с). При равенстве линейно-нарастающего напряжения Ос напряжениями Ои О в момент с и с 8 вторые импульсы с выходов нуль-органоН 10 и 11 закрывают электронные ключи 4 и 5, Однако в этом случае вначале появится импульс с выхода нуль-органа 11 (момент с) ,который закроет электронный ключ 5, а потом - импульс с нуль- органа 10 (момент с),который закроет электронный ключ 4, и тем самым прекратит прохождение импульсов генератора 7 импульсов образцовой частоты на кольцевой счетчик 8 импульсов. Смена первоочередности импульсов с выхода нуль-органов 10 и 11 во вто ром цикле по сравнению с первым стала возможной благодаря тому, что на блоке 12 запоминания образовалось меньшее по величине напряжение Оъ, чем напряжение О,. Также как и в первом цикле второй импульс с выхода нуль-органа 11 возвращает блок 12 запоминания в первоначальное, нулевое состояние.В третьем цикле компенсации ,момент 1 начала развертки напряжения Оскажется сдвинутым ,относительно момента с на интервал времени, равный сумме пер,вого (интервал с-сэ) и второго (интервал с -сз) рассогласований.Процесс уравновешивания продолжается до тех пор, пока равенство напряжения О и компенсирующего напряжения ОК не будет наступать точно в момент перехода через нулевое значение квадратурной составляющей ОКэ . Тогда время сот начала развертки компенсирующего напряжения до момента компенсации с напряжением О с выхода первичного изме" рительного преобразователя 2 будет прямо пропорционально амплитуде синфазной составляющей О , т.е. измеряемому параметру.В частном случае (фиг.2) процесс уравновешивания заканчивается за три цикла компенсации. Очевидно, вчетвертом и последующих циклах число импульсов, фиксируемое кольцевымсчетчиком 8 импульсов в моменты наступления компенсации и пропорциональное времени 1 , не будет изменяться, Периодическое воспроизведение этого числа цифровым индикатором1 3 позволит получить отсчет измеряемой величины. Формула изобретения Устройство для раздельного измерения параметров комплексных величин, содержащее генератор синусоидального напряжения, один из выходов которого через формирователь импульсов соединен с первым входом первого электронного ключа, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, первый вход которого соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, вход которого соединен со вторым выходом генератора синусоидального напряжения, генератор импульсов образцовой частоты, выход которого соединен с третьим входом первого электронного ключа, выход которого соединен со входом кольцевого счетчика импульсов, первый выход которого соединен с цифровым индикатором, а второйвыход - со входом генератора компенсирующего напряжения, выход которого соединен со вторым входом первого нуль-органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены второй и третий электронные ключи, второй нуль-орган и блок запоминания, причем первый вход второго электронного ключа соединен с выходом первичного измерительного преобразователя, второй вход - со вторымвыходом кольцевого счетчика импульсов, а выход - с первым входом блока запоминания, второй вход которого соединен с выходом вто" рого нуль-органа, первый вход которого соединен с выходом генератора компенсирующего напряжения, а второй вход - с выходом блока запоминания, со вторым входом которого соединен первый вход третьего электронного ключа, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, третий вход - с выходом генератора импульсов образцовой частоты, авыход " со входом кольцевого счетчика импульсов. Источники информации,принятые во вниманиепри экспертизе1.Авторское свидетельство СССРР 521522, кл. С 01 б 17/06,779890 Рггг,1 Составитель О.Кареевктор Н.Прусова ТехредН.Ковалева Корректор Н,Григорук илиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 з 9316/9ВНИИПИ Росудапо делам из 113035, Мос раж 1019твенногоретений иа, Ж,Подписноемитета СССРткрытийушская наб д,4/