Способ определения разности резонансных частот датчиков

 

Изобретение относится к области измерения частоты электрических колебаний . Цель - повьшение точности определения малых расстроек. Способ определения разности резонансных частот датчиков (Д) состоит в следующем . Высокочастотные колебания возбуждают два резонансных Д, выделяются огибающие напряжения (ОГН), после чего )T два временных интервала и определяют частоту расстройки Д. Цель достигается тем, что вьоделенные ОГН дифференцируют, после чего получают знакопеременную кривую напряжения с двумя экстремальшлми точками, соответствующими точкам максимальной кривизны резонансной кривой , формирование временных интервалов производят по этим точкам, и, измерив полусу1 у этих интервалов, определяют частоту расстройки Д независимо от их добротности. В описании дана схема устройства, воспроизводящего способ. Способ позволяет сущест-з венно уменьшить погрешность измере- -- ния малых значений частоты расстройки благодаря исключению влияйия мертвой зоны срабатывания триггера при близких по времени запускающих им- 5 пульсах и асимметрии уровней ограни-| чения в усилителях-формирователях импульсов, 2 ил. 00 сд Ъо 4:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU 12853 4 А1 (51)4 С О1 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3903918/24-21 (22) 05.05.85 (46) 23.01.87. Бюл. ¹ 3 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) IO.À.Скрипник, Б.А.Танюк, К.Л.Шевченко и В.Н ° Замарашкина (53) 621.317(088.8) (56) Полулях К.С. Резонансные методы измерения. — М.: Энергия, 1980, с. 35 °

Викторов В.А. и др. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. — N. Наука, 1978, с. 92. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к области измерения частоты электрических колебаний. Цель — повышение точности определения малых расстроек. Способ определения разности резонансных частот датчиков (Д) состоит в следующем. Высокочастотные колебания возбуждают два резонансных Д, выделяютГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ся огибающие напряжения (ОГН), после чего формируют два временных интервала и определяют частоту расстройки

Д. Цель достигается тем, что выделенные ОГН дифференцируют, после чего получают знакопеременную кривую напряжения с двумя экстремальными точками, соответствующими точкам максимальной кривизны резонансной кривой, формирование временных интервалов производят по этим точкам, и, измерив полусумму этих интервалов, определяют частоту расстройки Д независимо от их добротности. В описании дана схема устройства, воспроизводящего способ. Способ позволяет сущест-ц венно уменьшить погрешность измерения малых значений частоты расстрой- Ц Р ки благодаря исключению влияния мерт-( вой зоны срабатывания триггера при близких по времени запускающих им- 3 пульсах и асимметрии уровней ограничения в усилителях-формирователях импульсов. 2 ил.

ОО

1 128539

55

25

30 торы 12 и 13, выходы которых соедине- 35 ны с разноименными входами триггеров

Изобретение относится к области измерения частоты электрических колебаний и может быть использовано для определения расстройки двух резонансных датчиков.

Цель изобретения — повышение точности измерения частоты малых расстроек датчиков за счет формирования и измерения полусуммы двух временных интервалов между экстремальными точками продифференцированных огибающих напряжений резонансных датчиков при их возбуждении сигналом с линейно изменяющейся частотой.

На фиг.l изображены временные ди1 аграммы, поясняющие сущность способа определения разности резонансных частот датчиков, на фиг.2 — функциональная схема устройства для осуществления этого способа.

Устройство для измерения резонансных частот датчиков (фиг.2 ) содержит генератор 1 высокочастотных колебаний, -вход модуляции которого соединен с выходом частотного модулятора

2, выходом соединейный с измерительным 3 и опорным 4 резонансными датчи.ками, к выходам которых подключены последовательно соединенные амплитудные детекторы 5 и 6, дифференциаторы

7 и 8 и усилители-формирователи 9 и

10, и распределительную цепь 11. К средним точкам резисторов через конденсаторы подключены фазовые инвер14, 15 ° Одноименные выходы триггеров через фильтры 16 и 17 нижних частот соединены с соответствующими входами сумматора 18, выход которого через делитель 19 подключен на вход индикатора 20.

Сущность способа заключается,в следующем.

Высокочастотные колебания с линейно изменяющейся частотой возбуждают

- два резонансных датчика. При попадании частоты колебаний в полосу пропускания датчика на выходе амплитудного детектора выделяется огибающая, повторяющая форму резонансной кривой резонансного датчика (фиг.l, эпюра а). При дальнейшем развертывании частоты колебания попадают в полосу пропускания другого резонансного датчика и на выходе амплитудного детектора выделяется огибающая, повторяю50

4 г щая форму резонансной кривой этого датчика (фиг.l, эпюра 6).

После дифференцирования напряжения огибающей получаем знакопеременную кривую напряжения с двумя экстремальными точками, соответствующими точкам максимальной кривизны резонансной кривой (фиг.l, эпюра 6).

По значениям частот, соответствующим экстремальным значениям кривой после дифференцирования, формируют два временных интервала. Первый временной интервал формируют между частотами, соответствующими максимуму продифференцированной огибающей напряжения первого резонансного датчика и минимуму продифференцированной огибающей второго резонансного датчика.

Измерив полусумму первого и второго временных интервалов, можно определить частоту расстройки двух резонансных датчиков независимо от их добротности.

Устройство работает следующим образом.

Частота высокочастотных колебаний генератора l под действием управляющего напряжения частотного модулятора 2 изменяется по линейному закону от минимального значения до максимального значения частоты. При попадании частоты колебаний высокочастотного генератора 1 в полосу пропускания резонансных датчиков 3 и 4 на выходах первого и второго амплитудных детекторов 5 и б появляются колоколообразные импульсы, повторяющие форму резонансных кривых датчиков.. г

Напряжение импульсов дифференцируется с помощью дифференциаторов 7 и 8 и поступает на входь5 усилителей-формирователей 9 и 10. С выходов первого и второго усилителей-формирователей 9 и 10 положительные и отрицательные импульсы, привязанные к экст.ремальным значениям продифференцированных кривых напряжений, поступают на входы распределительной цепи 11.

Положительные импульсы, которые соответствуют максимальному значению кривой напряжения на выходе дифференциатора 7, передаются на вход первого фазового инвертора 12. Сюда же поступают отрицательные импульсы, соответствующие минимальному значению кривой напряжения на выходе второго дифференциатора 8.

3 12853

Аналогичным образом на вход. второго фазового инвертора 13 проходят через распределительную цепь ll положительные импульсы, соответствующие максимальному значению кривой напряжения на выходе дифференциатора 7.

В результате на первый триггер (на его разделительные входы) 14 через первый фазовый инвертор 12 поступают однополярные импульсы, соответ- 10 ствующие по времени разнополярным импульсам на одном выходе распределительной цепи 11, На входы второго триггера 15 через второй фазовый инвертор 13 поступают однополярные импульсы, соответствующие по времени разнополярным импульсам на другом выходе распределительной цепи ll. Длительность импульсов на единичном выходе триггера 14 определяется времен-20 ным (частотным) сдвигом f (фиг.l, эпюра в). Длительность же импульсов на единичном выходе второго триггера 15 определяется временным сдвигом (частотным сдвигом) f — f

2- 1 (фиг.l, эпюра r):. Сигналы с выходов первого и второго триггеров поступают на входы сответствующих фильтров нижних частот, с выходов которых постоянное напряжение, пропорциональ-30 ное длительности импульсов, Z t u

at, подается на соответствующие входы сумматора 18, где суммируются. С выхода сумматора 18 сигнал, пропорциональный удвоенной частотной расстройке измерительного и опорного ре- . зонансных датчиков, поступает на делитель 19, где осуществляется его деление на два. В результате на индикатор 20 подается сигнал, пропор- 40 циональный частоте расстройки измерительного и опорного резонансных датчиков.

Получение всех четырех экстремальных значений продифференцированных 45 огибающих за период частотной развертки возбуждающих колебаний позволяет по сравнению с известным способом существенно уменьшить погрешность измерения малых значений час- 50

94 4 тоты расстройки благодаря исключению влияния мертвой зоны срабатывания триггера при близких по времени запускающих импульсах и асимметрии уровней ограничения в усилителяхформирователях импульсов.

При возникновении асимметрии рграничения в усилителях-формирователях происходит смещение моментов перехода через экстремальную точку преобразуемых напряжений в противоположные стороны. При этом изменяются длительности импульсов на выходах обоих триггеров ° Однако суммарный сигнал, определяющий напряжение, поступающее на инДикатор, остается неизменным.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ определения разности резонансных частот датчиков, заключающийся в возбуждении резонансных датчиков колебаниями с линейно изменяющейся частотой, вьщелении огибающих напряжений, формировании временного ин= тервала между максимумами огибающих напряжений и измерении длительности этого интервала, пропорционального разности резонансных частот датчиков, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения малых расстроек, выделенные огибающие напряжений дифференцируют, формируют первый временной интервал, соответствующий разности частот максимума продифференцированной огибающей напряжения первого резонансного датчика и минимума продифференцированной огибающей напряжения второго ре-. зонансного датчика, формируют второй временной интервал, соответствующий разности частот максимума продифференцированной огибающей напряжения второго резонансного датчика и минимума продифференцированной огибающей напряжения первого резонансного датчика, а временной интервал между максимумами огибающих напряжений формируют как полусумму первого и второго временных интервалов.

1285394

Составитель В.Новоселов

ТекРед И.Попович

Корректор И.Демчик

Редактор С.Пекарь

Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7639/47

Подписное

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