Частотно-фазоизмерительное устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты и направления вращения различных агрегатоп в системах автоматического регулирования . Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функционапьньлх возможностей устройства . Устройство содерзогт переключатели 10 и II, сглаживающий фильтр 12, запоминающий конденсатор 15 и усилитель 16 постоянного тока. Введение в устройство интеграторов I и 2, кo fмyтaтopoв 3-6, фазосдвигающей цепочки 7, резисторов 8 и 9, выполнение сглаживающего фильтра 12 в. виде конденсатора f3 и резистора 14 и образование новых связей между элементами устройства способствует достижению поставленной цели. I э.п, ф-лы, 5 ил. i (П Вя.1 вл.г Вин ОМЕ./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 0 01 Б 23 00 рг леу ъва

ВС

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3782123/24-21 (22) 15.08.84 (46) 23.08.86. Бюл. Ф 31 (72) И.Д. Белинский, Б.Г. Волченко, В.Г. Пахалюк, В.П. Герасименко и О.А. Яковлев (53) 62!.317(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 836599, кл, G 01 R 23/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 748268, кл. G 01 В 23/00, 1980. (54} ЧАСТОТНО-ФАЗОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты и направления вращения раэличных агрега„.80„„12527Д7 А1 топ в системах автоматического регулирования. Цель изобретения — повьппение точности измерения и расширение функциональных воэможностей устройства. Устройство содержит переключатели 1О и 11 сглаживающий фильтр

12, запоминающий конденсатор 15 и усилитель 16 постоянного тока. Введение в устройство интеграторов l u

2, коммутаторов 3-6, фаэосдвигающей цепочки 7, резисторов 8 и 9, выполнение сглаживающего фильтра 12 в виде конденсатора 13 и резистора !4 и образование новых связей между элементами устройства способствует достиЯ женим поставленной цели. 1 э.п, ф-лы, Я

5 нл.

1252737

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано для измерения частоты и направления вращения различных агрегатон в системах автоматического регу- 5 лирования.

Цель изобретения — поньппение точности измерения и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. l приведена функциональная 10 схема предлагаемого устройстна; на фиг. 2-5 — эпюры выходных напряжений блоков.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 интеграторы, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 ком-, мутаторы, фа3осдвигающую цепочку 7, первый 8 и второй 9 резисторы, первый 10 и второй 11 переключатели, сглаживающий фильтр 12, состоящий иэ конденсатора 13 и резистора 14, запоминающий конденсатора 15, УПТ 16 постоянного тока.

Первая входная шина устройства соединена с сигнальным входом п рвого коммутатора 3, управляющий вход которого соединен с выходами нтоI рого 4 и третьего 5 коммутаторов, выходом фазосдвигающей цепочки 7 и управляющим входом первого переключателя 10, сигнальный вход которого соединен с плюсом источника питания.

Первый переключатель 10 последовательно соединен со сглаживающим фильтром 12 и вторым переключателем 11, 35 выход которого соединен с нходом

УПТ 16 и через запоминающий конденсатор 15 с земляной шиной. Вторая входная шина соединена соответственно с входом фазосдвигающей цепочки 40

7, с входом первого интегратора 1, выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора 4, через первый резистор 8 с управляющим входом третьего коммутатора 5, а также 45 с входом второго интегратора 2, выход которого соединен с управляющим входом четвертого коммутатора 6, выход которого соединен с управляющим входом третьего коммутатора 5 и через 50 второй резистор 9 с выходом первого коммутатора l и управляющим входом второго переключателя 11 ° Сигнальные входы второго, третьего и четвертого коммутаторов соединены с плюсом источника питания.

Первые выводы конденсатора 13 и резистора 14 сглаживающего фильтра

12 соединены с его сигнальной шиной, а вторые — соответственно с плюсом и минусом источника питания. Выходом устройства янляется выход УПТ 16.

Устройство работает следующим образом.

Сигнальные импульсы в виде меандра (фиг.2а) поступают на управляющие входы коммутаторов 4-6 через первый

1 и второй 2 интеграторы и резистор

8. На сигнальный вход коммутатора 3 поступает меандр U, сдвинутый по фазе относительно меандра U на чет 2 верть периода (фиг. 2 е) .

Первый 1 и второй 2 интеграторы, имеющие различные постоянные интегрирования, формируют упранляющие напряжения для коммутаторов 4 и 6 (фиг. 2 ь и z ). Под воздействием управляющего напряжения, формируемого вторым интегратором 2, и меандра

Ц, поступающего на выход коммутатора 6 через резистор 8, на выходе коммутатора 6 формируется отрицательный импульс длительностью с< (фиг. 2 ц ). Начало этого импульса определяется задним фронтом меандра

По;. воздействием управляющего напряжения, формируемого первым Йнтегратором l, меандра U, задержан» ного фазосдвигающей цепочкой 7 на время 0,2, и выходного импульса коммутатора 6, проинвертированного коммутатором 5, коммутатор 4 формирует отрицательный импульс длительностью = 2,, который отстает, ат импульса на ныходе Kîèìóòàòîра

6 на время 0,2 с,(Лиг. 2 e )..

Сформированный коммутатором 4 отрицательный импульс открывает коммутатор 3 и первый переключатель 10.

Через переключатель 10 происходит заряд фильтрующего конденсатора 13 сглаживающего фильтра 12 до напряжения +Ер. При правильном направлении вращения, т.е. меандр на входе 1 опережает меандр на входе 2, открытый коммутатор 3 не изменяет закрытого состояния второго переключателя

ll, который через резистор 9 управляется выходными импульсами коммутатора 6.

По окончании действия импульса с выхода коммутатора 4 закрываются коммутатор 3 и первый переключатель

10, Происходит переэаряд фильтрующего конденсатора 13 через резистор 14 сглаживающего фильтра 12. Постоян1252737 ная времени разряда выбирается таким образом, чтобы при номинальных оборотах фильтрующий конденсатор 13 разрядился до нуля (фиг. 2ж). В этот момент выходным импульсом коммутатора 6 открывается второй переключатель 11 и запоминающий KQH денсатор 15 подключается к фильтрующему конденсатору 13. На конденсаторах устанавливается среднеарифмети- »О ческое напряжение. По окончании дей,ствия импульса с выхода коммутатора

6 переключатель 1! закрывается. 3апоминающий конденсатор 15 практически не разряжается, так как входное »5 сопротивление УПТ 16 1О мОм, а переключатель 11 закрыт. Поэтому напряжение на запоминающем конденсаторе

15 не имеет переменной составляющей (фиг. 2 э) . 20

В случае, если частота вращения больше номинальной f f „„(фиг.3) фильтрующий конденсатор !3 не успевает разряжаться до нуля (фиг. Зн() и на запоминающем конденсаторе 15 25 присутствует некоторый положительный потенциал, свидетельствующий о том, что f f „(фиг. 3 з) .

Если частота вращения меньше номинальной f

В случае раскручивания агрегата в противоположном направлении меандр о!»ережает меандр И на четверть периоДа (ф»»г. 5). Это приводит к тому, что отрицательный импульс длительности », =2 »,1, сформированный комму» атором 4 (фиг. 5e), совпадает с отрицательной полуволной меандра

U ». (фиг.5а). Поэтому заряд фильтрующего конденсатора 13 сглаживающего фильтра l2 до напряжения питания +En происходит одновременно с перезаписью потенциала фильтрующего конденсатора 13 на запоминающий конденсатор 15, т.е. запоминающий конденсатор 15 на время действия импульса длительности с с выхода коммутай тора 4 подключается непосредственно к положительному потенциалу источник пит н а а ия.

Потенциал источника питания на запоминающем конденсаторе 15 (фиг,53) и на входе УПТ !6 свидетельствует

О неправильном напра«ленин вращения агрегата и может быть использован как исходная информация для торможения агрегата.

Ф о р м у л а и з О б р е т е н и я

1. »!астотн -фазоиэмерительнОЕ устройство, содержащее два переключателя, сглаживакпций фильтр, усилитель постоянного тока и запоминающий конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения н расширения функциональных воэможностей устройства, в него введены первый» и второй интеграторы, первьп», второй, третий н четнертый коммутаторы, фазосдвигающая цепочка, первый и второй резисторы, I!p»» этом первая входная шина устройства соединена с сигнальнь»м входом первого коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходами второго и третьего коммутаторов, ныходом фазосдвигающей цепочки и управляюп»и 1 входом нервого переключателя, сигнальный вход которого соединен с плюсом источника питания, а выход соединен с входом сглаживающеГО фильтра, выход которого соединен с с»»Г»»а1»ьнь»м входом второго нереклю»ателя, вь»ход которого соеди НЕН С В.(ОДОМ УС ИЛНт ЕЛЯ ПОСТОЯННОГО гока и через з апомн»»ак>щ»1»1 конден с атор: земляной гн»1»ой, в горая «ходная шина соединена соответственно с Вхо» дом фазоспвигающей цепочки, с входО»1 IlеpвОГО инTО! pатоpа, выход котo

poI О соединен с управ THTiTTTTT! .1 входом второго коммутатора, чере 3 Iloðâû»I резистор с управляющим входом третьего коммутатора, а также с входом второго интегратора, выхол которого соединен с управляющим входом четвертого коммутатора, выход которого соединен с ут»равляющнм входом третьего коммутатора и через второй резистор с Выходом первО! О»(Оммутаторэ H ул ра«ляющнм входом нторОГО переключаTpëÿ, причем сигнальные «ходы второго, третьего и четвертого коммутаторон соедннеHbT с плюсом источника питания.

2. Устройство но п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что сглаживающий фильтр выпочнен на речнс».оро и конденсаторе, первые «ыводы которых соединены с сигнальной ши»»ой ф»»л».тра, а вторые — соотве T c гве«11о < минусом и плюсом источника г»нтання.

1252737

Составитель С. Лебедев

Редактор О. -Бугир Техред И. Иерес Корректор В..Синицкая

Заказ 4619/47 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4