Устройство сравнения комплексныхвеличин

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск икСоциалистическикРеспублик 11,849101(22) Заявлено 11. 10, 79 (2 ),2826759/18-21с прнсоелиненнен заявки рй(23) Приоритет Государственный комитет СССРОпубликовано 23.07.81, Бюллетень Рй 27 до делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25.07,81 В. В, Заморский, Б. А. Памфилов, А. Фь ПрокунцевВ. Н. Чорноус и Г. И. Шаронов(72) Авторы изобретения Пензенский завод - ВТУЗ при Заводе ВЭМ(филиал Пензенского политехнического института))УСТРОЙСТВО СРАВ 3 Изсбретение относится к электрои мерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля параметров комплексного сопротивления, мостах и компенсаторах переменного тока,Известен детектор кваэиравновесия, содержащий два согласующих устройства, выходы которых .соответственно через первый и второй двухполупериодные выпрямители соединены с соответствующими входами вычитающего блока, .выход которого подключен к сигнальному входу интегратора, выход которого подсоединен к сигнальному входу блока сравнения, управляющие входы интегратора и блока сравнения соединены с выходом времязадающего блока 1 11.Однако известный детектор сравнивает модули двух гармонических сигналов частоты, но не позволяет сравнивать раздельно синфаэные и квадратурные составляющие этих сигналов. Кроме.того, сигнал на выходе детектораимеет аналоговую форму, что требуетьдополнительного аналого-цифрового преобразования в случае экстраполяционного. формирования регулирующих воз" 5действий в измерительной цепи.Наиболее близким по техническойсущности является устройствб, содержащее генератор синусоидального напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно черезформирователь импульсов с сдним иэуправляющих .входов ключа и через первичный измерительный преобразовательс одним из входов нуль-органа, выходкоторого подключен ко второму управляющему входу ключа, генератор имнульсов .подсоединен через ключ к кольцевому счетчику импульсов, первый З выход, которого через генератор компенсирующего напряжения соединен совторым входом нуль-органа, а второйвыход подключен к входу цифрового индикатора Г 23 .3 8491В известном устройстве генератор комомпенсирующего напряжения запускается вновь в каждом цикле уравновешивания, Измеряемая составляющая будет пропорциональна временному,5 интервалу от начала последней развертки до ближайшего экстремума опорного сигнала. В резуль"ате известное устройство обладает недостаточным быстродействием, Время измерения может составить от единицы до сотен периодов измеряемого напряжения и ,зависит от его амплитуды, фазового угла и погрешности, возникающей от неполного уравновешивания.Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство сравнения комплексных20 величин, содержащее нуль-орган, один вход которого соединен с первой шиной, второй вход подключен к выходу генератора компенсирующего напряжения, счетчик импульсов, ключ и формирова 25 тель импульсов, вход ксторого соединен со второй входной шиной, а один выход подключен к первому входу ключа, введен амплитудный преобразователь, включенный между второй входной шиной30 и г торым входом ключа, выход которого подключен к первому входу генератора компенсирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом куль- органа и первым входом счетчика им 35 пульсов, второй вход которого соединен со вторым вьиодом формирователя импульсов.Причем генератор компенсирующего напряжения содержит последовательно40 включенные интегратор и управляемый делитель напряжения, вход управления которого соединен со вторым входом генератора, компенсирующего напряжения.КрОме того генератор компенсирую 45 щего напряжения содержит управляемыеинтегратор и делитель напряжения,первые входы которых соединены с первым входом генератора компенсирующегонапряжения, второй вход управляемого50 делителя напряжения соецинен со вторым входом генератора компенсирующегонапряжения, а вход управления управляемого интегратора подключен к выходууправляемого делителя напряжения.55На фиг. 1 изображена блок-схема устройства .сравнения комплексных величин; на фиг. 2 и 3 - блок-схемы двухвариантов генератора компенсирующего 01 4напряжения; на фиг. 4 в . временные диаграммы, поясняющие работу устройствасравнени комплексных величин,Устройство сравнения комплексныхвеличин содержит амплитудный преобразователь 1, формирователь 2 импульсов,ключ 3, генератор 4 компенсирующегонапряжения, нуль-орган 5, счетчик 6,входные шины 7 и 8, выходную шину 9.Генератор 4 компенсирующего напряжения для вариантов на фиг. 2 и 3состоит из интеграторов 10 и 11 иуправляемых делителей 12 и 13 напряжения соответственно, сигнальной шины 14 и управляющей шины 15.Устройство сравнения комплексных величин работает следующим образом.Один из сравниваемых гармонических сигналов, например Ц,(фиг. 4 а)подается на входную шину / устройства,т. е. на первый вход нуль-органа 5.Второй гармонический сигнал Ц (фиг.4 а)поступает на входную шину 8 устройства, те. одновременно на входы амплитудного.преобразователя 1 и формирователя 2 импульсов, С первого выходаформирователя 2 импульсов поступаютна управляющий взод ключа 3 прямоугольные импульсы(фиг. 4 в)началакоторых совпадают с моментами переходагармонического сигнала О через нулевой уровень с минуса на плюс или сплюса на минус, а окончания совпадаютс моментами соответственно положительного или отрицательного экстремумов сигнала 0,2С выхода амплитудного преобразователя 1 опорный сигнал О п(фиг. 4 )постоянного уровня, равного амплитуде входного сигнала, через ключ 3 подается на сигнальную шину 14 генератора 4 компенсирующего напряжения.При выполнении генератора 4 компенсирующего напряжения по схеме фиг. 2 прямоугольные импульсыфиг 4 с 1) с выхода ключа 3 поступают на вход интегратора 10, линейно возрастающий сигнал Ц (фиг. 4 е)с выхода которого через управляемый делитель напряжения 12 подается на второй входнуль-органа 5. В момент равенства первого входного сигнала 0 и сигнала О(фиг,4 е)с вьиода управляемого делителя 12 узкий импульс(фиг. 4 Г) с выхода нуль органа 5 подается на счетный вход счетчика 6 и на управляющую шину 15 генератора 4 компенсирующего напря.жения, т.е. на управляющий вход управляемого делителя 12 напряжения, сигналОд (фиг. 4 е), на выходе которого резкоуменьшается на - мгновенного значенияБсигнала О ,фиг, 4 е) в этот момент5времени, где и - натуральное число,определяющее количество дискретныхзначений устройства сравнения комплексных величин, и продолжает линейнс возрастать до прихода следующего импульса с выхода нуль-органа 5, т.е. доследующего момента равенства с игналом 04 .При выполнении, генератора 4 компенсирующего напряжения по схемена фиг. 3 прямоугольные импульсы(фиг, 4 д)с выхода ключа. 3 поступаютодновременно по сигнальной шине 4на входы управляемого делителя 13напряжения и интегратора 11, линейновозврастающий сигналО(фиг, 4) с выхода которого поступает на второйвход нуль-органа 5. В момент равенства первого входного. сигнала Ои сигнала 0 (фиг. 4 д) узкий импульс (фиг. 4 г) с выхода нульоргана 5 подается на счетный входсчетчика 6 и на управляющую шину 15генератора 4 компенси 1 ующего напряжения, т.е, на управляющий вход дели- ЗОтеля 13 напряжения сигнал (фиг, 46)на выходе которого изменяется от нулевого уровня на величину (=" ) опорногосигнала О (фиг. 4 а) с приходом каждого импульса (0 иг. 4 11 с выхода нчльоргана 5. Сигнал (фиг. 4 Ь) с выхода35управляемого делителя 13 напряженияпоступает на вход управления интегратора 11, являющийся входом заданияего начальных условийопределяет ве личину смещения его выходного сигнала(фиг. 4) относительно нулевогоуровня./На управляющий вход счетчика 6подаются узкие импульсы (фиг. 4 с)в 45моменты экстремумов сигнала О совторого выхода формирователя 2 имйульсов, В моменты импульсов счет прекращается и со счетчика 6 снимаютсяпоказания,Интеграторы 10 и 11 отрегулированы так, что линейно возрастающийсигнал Ос (фиг. 4 е и 4 д) эа четверть периода достигает величиныопорного сигнала Оо т, е. амплитудывыходного сигнала О(фиг.4 а), К моменту начала развертки в счетчик 6записывается вышеупомянутое число ии, с приходом 1 импульсов (фиг, 4 1,1) 01 6на его счетный вход записанное число становится равным (п.М), где к - числ моментов равенства линейно изменяющегосясигнала с выхода генератора 4 компенсирукщего напряжения и входного сигнала 01, Из временных диаграмм (фиг, 4 е, и 4 д) видно, что число(и"1)показывает, какую часть сигнала О составляет синфазная ему составляющая сигнала 01Предлагаемое устройство может работать как в мостах и компенсаторах, так и в преобразователях параметров комплексных величин в цифровой код. В этом случае на его входную шину 7 подается сигнал с первичного измерительного преобразователя(например,на основе усилителя с обратной связью) а .на входную шину 8 - опорный сигнал с генератора образцового напряжения. Формула изобретения1. Устройство сравнения комплексных величин, содержащее нуль-орган, один вход которого соединен с первой входной ши.:ой, второй вход годключен к к выходу генератора компенсирующего напряжения,.счетчик импульсов, ключ и формирователь импульсов, вход которого соединен со второй входной шиной, а один выход подключен .к первому входу ключа, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен амплитудный преобразователь. вкпб.юченный между второй входной шиной и вторым входом ключа, выход которого подключен к первому входу генератора компенсирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа и первым входсм счетчика импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя импульсов.2. Устройство по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор компенсирующего напряжения содержит последовательно включенные интегратор и управляемый делитель напряжения, вход управления которого соединен со вторым входом генератора компенсирую.щего напряжения.3. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор компенсирующего напряжения содержит управляемые интегратор и делитель напряжения, первые входы которых сое динены с первым входом генератора849101 7компенсирующего напряжения, второй 1 хоК управляемого делителя напря,жения соединен со вторым входом генератора компенсирующего напряжения, а выход управления управляемого интегратора подключен к выходу управляемого делителя напряжения. 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР йф 387330, кл. 6 05 В 1/О 1, 21.06.73. 2. Авторское свидетельство СССР У 521522 кл. 6 01 И 17/06, 18.03.75