Устройство для измерения отношения двух напряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вход которого соединен с общей шиной, a второй вход - через соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор подключен к первой входной шине, третий ключ, выход которого подключен к входу rtepBoro интегратора, блок определения периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа , и четвертый ключ, отличающее с я тем, что, с целью повыше- . ВИЯ точности, в него дополнительно введены пятый, шестой и седьмой клю:чи , второй и третий элементы сравне .ния, второй интегратор, второй счетчик , блок фазовой автоподстройки частоты и блок управления, причем выход генератора импульсов через четвертный ключ соединен с входом второго счетчика, вторая входная шина через соединенные последовательно пятьай ключ и второй интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего элементов сравнения, второй вход третьего элемента сравнения подключен к общей шине, a второй вход второго элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения и входом шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора и выхоI дом седьмого ключа, вход которого соединен с шиной вспомогательного (Л напряжения, выходы блока определения периода помехи, всех элементов сравс нения, второго счетчика и генератора импульсов соединены с входами блока управления, первый выход которого § соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, второй выход - с управляющими входами второго и пятого ключей, третий выход - с управляющим входом седьмого ключа, ю з:) четвертый выход - с управляющим вхо домШестого ключа и первым входом блока фазовой автоподстройки частоты э зь . и пятый выход - .с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом блока фазовой автоподстройки часX ) тоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов .

69) (и) СОЮЗ СО9ЕТСНИХ

ОЗЭ Ю

РЕСПУБЛИК

Уц)) G 01 Н 19 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ЕЛА) ) ИЗОБРЕТЕКИй V ОТКРЫТИЙ

1 (21) 3330964/18-21 (22) 25.08.81 (46) 30.06.83. Бюл. )) 24 (72) В.Г. Брандорф, В,Л. Котляров и Л.В. Ольшевская (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола.и Львовский лесотехнический институт (53) 621. 317 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 607157, кл. 6 01 R 19/10, 09.06.7б.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 267746, кл. 6.01 R 19/10, 11.02 69 (прототип). j

6 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вход которого соединен с, общей шиной, а второй вход - через соединенные последовательно .второй ключ и первый интегратор подключен к первой входной шине, третий ключ, выход которого подключен к входу Первого интегратора, блок определения периода помехи, вход которого. соединен с входом второго ключа, и четвертый ключ, о т л и ч а ющ е .е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены пятый, шестой и седьмой ключи, втсрой и третий элементы сравнения, второй интегратор, второй счетчик, блок фазовой автоподстройки частоты и блок управления, причем выход генератора импульсов через четвертный ключ соединен с входом второго счетчика, вторая входная шина че» рез соединейные последовательно пятый ключ и второй интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего злементов сравнения, второй вход третьего элемента сравнения подключен к общей шине, а второй вход второго элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения и входом шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора и выходом седьмого ключа, вход которого Я соединен с шиной вспомогательного напряжения, выходы блока определения ф/ периода помехи, всех элементов сравнения, второго счетчика и генератора С импульсов соединены с входами блока управления, первый выход которого O соединен с управляющими входами пер- + вого и третьего ключей, второй выход — с управляющими входами второго и пятого ключей, третий. выход - с управляющим входом седьмого ключа, четвертый выход - с управляющим входом шестого ключа и первым входом блока фазовой автоподстройки частоты .и пятый выход — с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора им- пульсов.

1026068

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-1 зовано в преобразователях отношения двух напряжений в цифровой код.

Известíî устройство для иэмерения

"отношения двух напряжений, содержа- 5 щее преобразователь логарифма отношений двух напряжений в интервал времени, формирователь экспоненциально-падающего напряжения, формирователь Образцового интервала врЕме- 10 ни f1).

Недостаток известного устройства заключается в низкой помехозащищенности, вызванной тем, что воздействие помехи на входные напряжения приводит к изменению времени, за которое, экспоненциально-падающее напряжение изменяется от первого входного напряжения до второго.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вхоД которого соединен с общей шиной, а второй вход через соединенные последовательно второй ключ .и первый интегратор подключен к первой входной шине, третий ключ, ЗО выход которого подключен к входу первого интегратора, блок определения периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа,и четвертый ключ (2 1. 35

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения отношения напряжений при воздействии помех промышленной сети, так как напряжение помех не устраняется из второго4 напряжения.

Цель изобретения - повышение точ" ности устройства измерения отношения двух напряжений в условиях действия помех промышленной сети путем исключения напряжения помехи из обоих измеряемых напряжений.

Поставленная- цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее5 генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вход которого соединен с общей шиной, а второй - с первой входной шиной через соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор, третий ключ, выход которого подключен к входу первого интегратора, блок определения периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа, и четвертый ключ, дополнительно введены пятый, шестой и седьмой ключи, второй и третий элементы сравнения, второй интегратор, второй счетчик, блок фазо- 65 вой автоподстройки частоты и блок

Управления, причем выход генератора импульсов через четвертый ключ сое-: динен с входом второго счетчика,вто- рая входная шина через соединенные .последовательно пятый ключ и втррой интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым Входам второго и третьего элементов сравнения, второй вход третьего элемента сравнения подключен к общей шине, а второй вход втОрого элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения и входом шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора и выходом седьмого ключа, вход которого сОЕДинен с шиной вспомогательного напряжения, выходы блока определения периода помехи, всех элементов сравнения, второго счетчика и генератора импульсов соединены с входами блока управления, первый: выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, второй выход - c управляющими входами второго и пятого ключей, третий выход -.с управляющим входом седьмого ключа, четвертый выход - с управляющим входом шестого ключа и первым входом блока фаэовой автоподстройки частоты и пятый выход - с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом блока фаэовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства для измерения отношения двух напряжений.

Устройство содержит блок 1 определения периода помехи, ключи 2-8, интеграторы 9 и 10, элементы 11, 12 и 13 сравнения, счетчики 14 и 15, блок 16 фазовой автоподстройки частоты, блок 17 управления и генератор 18 импульсов, причем первая входная шина подключена к входу блока 1 определения периода помехи и через соединенные последовательно ключ 3 и интегратор.9 к первому входу элемента 11 сравнения, второй вход которого соединен с общей шиной, вторая входная шина через соединенные последовательно ключ 5 и интегратор

10 .подключена к входу ключа 4, выход которого соединен с входом интегратора 9, к первому входу элемента

13 сравнейия, второй вход которого соединен с общей шиной, и первому входу элемента 12 сравнения, второй вход которого соединен с шийой опорного напряжения и входом ключа 6, выход которого соединен с входом интегратора 10 и выходом ключа 7,вход которого связан с шиной вспомогательного напряжения, выход генератора 18 импульсов соединен с входами счетчиков 14 и 15 через ключи 2 и 8 соот1026068.Ой»„ Т д»а » °

4 и „ СФ.Ф

5Q ветственно, а его управляющий вход связан с выходом блока 16 фазовой автоподстройки частоты, выходы блока

1 определения периода помехи, элементов 11, 12 и 13 сравнения, счетчика

15 и генератора 18 импульсов подключены к входам блока 17 управления, первый выход которого соединен с управляющими входами ключей 2 и 4, второй выход - с управляющими входами ключей 3 и 5,третий выход.. — с управ- Ю ляющим входом ключа 7, четвертый выход;.- с управляющим входом ключа

6 и первым входом блока 16 фазовой автоподстройки частоты, а пятый - с управляющйм входом .ключа 8 и вторым . входом блока 16 фазовой автоподстройки частоты.

Устройство работает следующим об разом.

В первом такте, длительность кото- 7О рого равна периоду помехи Т, блок 17 управления замыкает ключи 3 и 5,при этом напряжение на выходе интеграторов 9 и 10 будет расти. Влияние помехи на выходные напряжения инте- р5 граторов 9 и 10 отсутствует так как интегрирование входных напряжений происходит за период помехи.

В следующем такте блок 17 управления размыкает ключи 3 и 4 н заьикает ключи 2 и 4, при этом напряжение на выходе интегратора 10 остается неизменным, а напряжение на выходе интегратора 9 под влиянием выходного напряжения интегратора 10 линейно падает до нулевого значения.

Кроме того, импульсы генератора 18 через ключ 2 заполняют счетчик 14 пропорционально выходной величине, т ° е. отношению напряжений UI»„ и U >

В следующем такте блок 17 управ- 40 ления размыкает ключи 2 и 4 и замыкает ключ 7, при этом напряжение на выходе интегратора 10 под влиянием вспомогательного напряжения Оз д начинает расти до тех пор, пока оно не 45 достигнет порогового уровня Од При этом ключ 7 размыкается, очередным вспрмогательным импульсом блока 17 управления заьыкается ключ 6 и под влиянием U напряжение на выходе интегратора 10 линейно падает до нуля. В момент начала открывания ключа 6 открывается ключ 8 и пронускает импульсы генератора 18 на вход счетчика 15. После переполнения счет« чика ключ 8 разьнкаетоя. Блок 16 фазовой автоподстройки частоты сравнивает длительности интервалов, so speмя которых включены ключи 6 и 8. Если длительность йнтервала включения ключа 6 больше длительности интервала 60 включения ключа 8, то напряжение на выходе блока 16 изменяется в такую сторону,,чтобы уменьшить частоту генератора 18 и наоборот. В конечном итоге через несколько циклов ра- 65 боты частота генератора 18 станет такой, что длительность замкнутого состояния ключа 6 (обратный ход интегратора. 10) будет равна длитель-. насти замкнутого состояния ключа 8 (заполнение счетчика 15 импульсами генератора 18). Поскольку длитель" ность обратного хода интегратора 10 пропорциональна его постоянной времени, то и период следования импуль« сов генератора 18 также будет пропорционален постоянной времени интегратора 10. A так как длительность обратного хода интегратора 9 также

:пропорциональна постоянной времени второго интегратора, то число импульсов, поступивших на вход счетчика 14> не будет зависеть от постоянной времени интегратора 10.

Действктелъно., напряжения на вы- ходах интеграторов 9 и 10 в конце первого такта после интегрирования эа время Т, -равное периоду помехи, будут соответственно равны

° . (2)

Ua»a Т

Й R2. С2 где R„ С„ и R C2 - пастоЯннЫЕ вРеменв интеграторов 9 и 10 соответственно.

Длительность обратиого хода интегратора 9 равна

Т1 = - -" -01- (3)

u<. R C

2.

Подставляя u„ V иэ (Ъ) и (2)

s (3), получим

1 «Оэ» Т Rg,СаRiCg Мрц и

%, С. Оз-2Т 08» 2 -4 длительность обратного хода интегратора 10 под поэдействием.аороговаго напряжения U от значения 0 до нуля равна.РИ 2 Я

U R С р

Поскольку за время Т генератор 18 после выхода. блока .16 в установившийся режим автоподстройки выдает число импульсов ff2, где И вЂ :емкость счетчика 15, то частота этого генератора равна р Е щ ВА (5) т. Т К,2С

Число импульсов, поступающее на счетчик, 14 во время обратного хода интегратора 9, равно Н1 f ° Т.,.

Подставляя г из (5) и Т из (4), получим

ff c ---- ° - - R С e ff = a (6) мв usa Бау

R C2 0 „, 2 2 4»2

Таким образом, введение в устройство для измерения отношения двух

1026068

Составитель Е. Борзов

Редактор Н. Безродная Техред А.йч Корректор А. Тяско

Зак аз 455 2/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 напряжений двух элементов сравнерия, трех ключей, второго счетчика, второго интегратора и блоков управления и фазовой автоподстройки чытоты позволяет повысить .точность измерения отношения за счет того, что, как сле- 5 дует из -(6), результат преобразования не зависит от постоянных времени интеграторов, Кроме того, в устройстве осуществляется подавление помех по обоим шинам входных напря» женнй.