Фазогенераторное измерительное устройство

 

Изобретение относится к преобразованию электрических и неэлектрических величин и может быть использовано при построении измерительных приборов. Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия устройства. Измерительное устройство содержит датчик 1, генераторы 2 и 4, блок 3 связи, блок 5 компенсации, фазовый нуль-орган 6 и блок 8 управления компенсацией. Для достижения поставленной цели в устройство введен блок 7 управления и синхронизации и образованы новые функциональные связи. В описании изобретения дан вариант блока 7 управления и приведен пример реализации блока 3 связи, 2 з. п. ф-лы, 4 ил. со со со со со Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з1) 4 G 01 В 7 02 G 01 R 17 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ S »

1 (21) 3966139/24-21 (22) 21.10.85 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) А. Е. Макрецкий и В. И. Нестеренко (53) 621.317.799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 360620, кл. G 01 R 33/00, 1971. (54) ФАЗОГЕНЕРАТОРНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к преобразованию электрических и неэлектрических,.SU„„1339391 А 1 величин и может быть использовано при построении измерительных приборов. Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия устройства. Измерительное устройство содержит датчик 1, генераторы 2 и 4, блок 3 связи, блок 5 компенсации, фазовый нуль-орган 6 и блок 8 управления компенсацией. Для достижения поставленной цели в устройство введен блок 7 управления и синхронизации и образованы новые функциональные связи.

В описании изобретения дан вариант блока 7 управления и приведен пример реализации блока 3 связи, 2 з. и. ф-лы, 4 ил.!

339391

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к преобразованию электрических и неэлектрических величин, и может быть использовано при построении измерительных приборов для изм p(.ния емкости, индуктивности, перемещения, силы, и других неэлектрических ве.lH IHH, которые можно преобразовать прн помощи индуктивных или емкостных

;I I THH êoâ.

Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия уcTройства.

На фиг. 1 представлена структурнная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 — - пример реализации блока синхронизации и управления; на фиг. 4 пример реализации блока связи.

Устройство (фиг. 1) состоит из датчика 1, первого генератора 2, блока 3 связи, второго генератора 4, блока 5 компенсации, фазового нуль-органа 6, блока 7 синхронизации и управления и блока 8 управления компенсацией.

Датчик 1 связан с первым генератором 2. Выход блока 5 компенсации подключ H ко второму генератору 4. Выходы обоих генераторов подключены к фазовому нуль-органу 6, выход которого соединен со входом блока 8 управления компенсацией.

Выходы блока 7 синхронизации и управления соединены с фазовым нуль-органом 6, блоком 3 связи и блоком 8 управления компенсацией, вход блока 7 синхронизации и управления соединен с выходом вгорого генератора 4.

Устройство работает следую(цим образом.

Измеряемый параметр посредством датчика 1 воздействует на первый генератор 2, т. е. изменяет его собственную частоту. В момент времени tl (фиг. 2) под воздействием управляю(цего сигнала !. который поступает с блока 7 синхронизации и управления на блок 3 связи, сопротивление связи между генераторами становится максимаlbHo большим. При этом срывается взаимная синхронизация генераторов и они начинают работать на собственных частотах (() и ii.> . С этого момента взаимный фазовый сдвиг между сигнал;>ми генераторов начинает увеличиваться пропорционально времени. В конце интервала т, когда фазовый сдвиг между сигналами генераторов стал больше зоны нечувствительности фазового нуль-органа 6, блок 7 управления и синхронизации вырабатывает сигнал (.1w, который поступает на фазовый нуль-орган 6 и инициирует измерение фазового сдвига. В момент времени t > под воздействием управляющего сигнала (llnp сопротивление связи между генераторами становится минимально возможным. Одновременно блок 7 синхронизации и управления формирует импульс (KoMII который, поступая в блок 8 управления компенсацией, инициирует компенсацию (например, изменяет емкость блока компенсации 5). т. е. изменяет собственнук) частоту второго генератора 4 таким образом, чтобы рази(кть собственных частот генераторов стала меньше.

Следует отметить, что, так как время переходного пр<)цесса прямо пропорционально сопротивл(>нию связи, которое в интервале времени т> >имеет минимальное значение, то время ВоссТ IHoâëåHHH исходного состояния схемы бу IPT минимальным.

Г!роцессы, происходящие в преобразова15 теле в течение интервалов времени т> и т, будут повторяться циклически, согласно алгоритму преобразования (поразрядного уравновешивания, либо последовательного счета), который определяется блоком 8 управления компенсацией. до полной компен20 сации. Ilo величине компенсирующего воздействия в момент окончания процесса компенсации судят о значении измеряемого параметра.

Блок 7 синхронизации и управления (фиг. 3) состоит из двоичного счетчика 9, 25 дешифратора !0 и триггера 11. Блок cHHvpoнизации и управления формируе) сигнал

Г > (, щ)ступающий H блок 3 связи, v!1 равляющий сопротивлением связи между генераторами; сигнал (),, поступаю(ций в фаЗ0 зовый нуль-орган 6 и инициирующий измерение фазового сдвига между сигналами генераторов; сигнал !. . °, поступающий в блок 8 управления ком(цHci)öHpé и HH хронизирук)щий еro работу, т. е. опреде ляющий момент введения компенсации.

Импульсы от генератора 4 ост пают на счетный вход счетчика 9, выходы которого подклк)чены к входам деп>ифратора

t0. По мере заполнения счетчика Hd выходах дешифратора поочередно щ)нвляк>тся импульсы, при помощи которых формирук>т40 ся все выходные сигналы блока 7.

В момент I>pevleни 1> (фиг. 2) импульс с первого выхода дешифратора 10 поступает на вход триггера 11, устанавливает его в единицу, при этом сопротивле(и(45 связи между rei(ppaTopah(H принимает знач(ние К . :. . В этот же момент времеHH происходит срыв в (аих(ной (инхронизации ге>цраторов 2 и 4 и фазовый сдвиг начинает увеличиваться. Через интервал времени, g0 равный Т, на "-Hoh1 "(хо (- "pп ифрато ра появится импульс „,„, который, поступая в фазовый нуль-орган, инициирует измерение фазового сдвига между сигналами генераторов. Длительность интервала т(— — (IT, у где Т вЂ” период колебаний сигналов генераторов (определяется требуемой разрешак)щей способностьк> (чувствительностью) фазогенераторного преf33939(Гя(! (! с; ! с

K!. К

Г(ол6ор(31 3 i3 (! Е i >, . (Л! и )<>1 jt, И 1< 1 л Р Н 1. l i I )Ры )

Ни(ИI(Т(f) Нi3

Ii0! " < ll fit. i гн) ТНОРОВ 1 J>i ? I I: с i!.,<1 <,, 1З

"O» O B с" )» E « l! C < > Р (> Н

< ),,

i:1Р,> и. и Н >1Ц(Е ff (3 H f) R )K Cit HP, t10(. ТЛ Г!с! К>ll!<. ((6лоh i (Иil>(p(>!IИ 3 1!IÈÈ

V I I f c i r> Н Л Е H И Я .

;!ся т; H .!If<)< Ii(31;ÐHiKÅÍÈÅ СЛ?ЕЦ?СНИ ri, i 1? ИЛ .:Ц Мое <. I(, lH! (. 1Я f .а—I )>1 як< I(ИЯ; конффици<ч! гы, Опре,((ляемые от-!

f<)ill(ни(м ool BåòñòBófoiцих рс. ИС1 i) РО Н л1 (>!IPO?ин,1(ни ? >>(. зис1 OPcl (5 и («, (>13ъ il(iifо! о с lBèæ":а реп< 61!сп!K>1 !. !10ОЫ В т(Ч("li C

I 3 p <. (i i < 1 3 с t l I . 2 ) < ): < H < i I i ! г>ы,!и <(!кры Гы, а В 1(цл:1 ls(мени 1 открыть!.

i >I) i:i со! с:! (Хl H Ii;< Ис >1! H\ t

lt<>i ГИ ф !.!<>(3(>l (!IV,1!с-ОрГ»П! (.

Посл и <л)(ренин ф»з()ного сд!<ига нео6ходилl> Bifi . < и н I (!(ер;3 Гор 4 комп(нсирл к)fit(С ->ТОТ С.l l .H l B< >.3 1(Й стн ИР . )TO Ппонз нО3 >l Г<. и 11?> И l;)»< <) I!Sfi (<.10! 0ÃS ) И < > Ii;i-!

lPH М< Р, > E(,1 È УМ(ftbf!f(!("с, НК.!К>Ч(ННОГО В КОНТУР

I (fl(Pit!О(> с< с (. (1 vfovt(! Г Hl>i м ни на и — Выходе ,(PI!fit(j) f) 3 TOf) ! 0 I!OitBTЯСТСЯ И M!IV1ÜC !. >сс><сс, который по TV!I;3(в блок 8 Vtip(3B;Ie ния компенсацией, п» Зх-нх(>, григг(р» (, сбр»сыв»<п его и li<).1ь, <т< рино.?и Г к l мень-! и(н и к) (011 f)01!< B. i(lf H ff c BH:St! H 6;1 ок(., ) (BHэи 10 В»!H Il!itl! Р .«. !. зтого мол!(нта

Н а 3 И H i! t 1 < Я !It P (."Х О l « ) и i Р < ); и (С, 3» h il l l 1 с! B;t K)ГЦИИСЯ Н<)СС);)Н > 3Л(«И(М СИНХРОНИЗ»ЦИИ И Л(Т»НОВ.li f< fl(>B« O i ill! !(I! ИЯ 1IH T01. i! I (fli р;<ГОр(В. H !i(! « .i l . Л« .Ii 1 С, .с,, ГИН,1(f! Hi (Н>1 И <с . с.. >1<с!i .<. .iiili f!»I

I(нс<сс(, и . ri. р(х<>.?, tKI>: (i i. c им(i I itli>:Л1<3.1 ЬНук) .",.I ИТC . l Ос! !с, I ГО 06(. (. Н(I il ()с<(Г

6ы TpolpHPTнис;,;!:, О(>р(! 3<)BitT(. 15i при Вы(Окой чувстни?»)ьн(кти .Чк( (t (> <31<п сl(Г(" 2 3 i (p ис,1 3 Л1

k<>,1p6;»l!! < r .. i ):i E сс">,: (t !

) М <> <(!с « " . .:. и .. с;3 П) « ) М и Ь! Х l< i(.i .l H J>;! (!f, (lii!>I I<, i< 1 . и и л! п У л с, к

РЬ?И ПО, 1 >Л?1;! I П» (!)ХО, 1 <. I(ÃPHK> ГСЯ !I(PИО,ТИЧЕСkft 10 !IO. I HOÈ

КО!33 ll(Í

E) 1(>к 3 (ня 31! (фиг. 4 <>6pil <0Hiifi

Л?3Л Л! Я llO. 1(. ВЫ М П (> H: It<. f (>P»),t lf !: И ) И сл ммируюпп<м i>ili f>;ill lit» ны:,I х силн Г(л< м 4.

Гэ. Iok 3 (Btl <и j)»60! »(т (. Iе !ук) 1!?и м (>6P а 3 0 Л1. . It f l >с с. ) H . 1 с1. I Ь П Ь? ((И 1 f f il. 11>l ГЕ П С P i i T O f) O B

lloi1 л пс!K) i 1 1;с с) Оки Гр;)н <н< 1 <>рон 2 H J,j.

1 !C i <>hIl li i: t 1Н<:рii ) ??! < Г!>!Il! 3И(f (>p<> i (>i .",!< H(! i bi с >if <>t >! I I, I< > I I (!) E! Ч il 0<1<. fbi

f 1 (> i < > i " 1 У н х О v f) i ! i < j < (.. i (,, < ) s I i . . ! О, ! (> Г " .? ! I < c ) . I

З»ТВОРОН ТР 3!!ЗИi Оf)ОВ ! «- ==-!? к<(»: (((! °, В качестве фазовогo пу.!ь-Орг;!п» л!О)к!30 !

?рил(е!(ять. например, триггер с динамическ3(м (по фр<>нту) упр»влением. Пр(!Чем

П Р и М 0 Х Г О, 1 < с и Ь? (C H I Н 3, 1 Ы Г(Н (. P;! TO J ) 0 В, 10, 1 )KHIIÃÃt. Pа (>У,lt. 011!)i. ;3(. . IHòü зllilh (I)il

i0i3Of (> СДВИ!.;! ><(Ж ссс< i 1! Н;1.1;<МП !liсР

ФОР.>!и.!а ft-<ОГ>г)(T< aft» !. Фазогpícр»торное измерительное устройство, сотер ж !3 !цее первый и второй генераторы, ныхолы которых с<)(линепы с<н)тветСТВРННО (lli. (>?Sfý St Н ВТО(>ЫЛ! НХО ?;! сl н О. 10Кс) СВЯЗИ, Л;)ТЧ>Ч К, B h, lK)×ÅПНЫ Й В KOl!1 3 Р H(Рв<>го I енер;!тор», 6л Ок ком псн(» ци и, Вкл ю-! 5 ч(п!! ы и В конт > р i!To!>of 0 Гi <1(pit! О(. 1, ф I со!3<

liv,1ti-<>р?;>н, ii(!>fili!!t 1 Ртoi)otf н..о.il>! К<>г(>!i<>i О с(i(3инень! с ныхо 11!ми II(. рвого и второгo

Гi ?ICi>:!TOpO!3 с<>01 , lt F> lок V и рс< B.!(;i ii H K(>11 1 Pit C >! l! l < l, I! (f) В Ь! И В ХО;! KO ГOf>01 О (Oi i!lHi. ll i ВЫХ<с 1<>ti (!>с3 i Н\.!Ь-ОР? i!Н<1, 20 3 нь! ">1 «6>л >к» кол(н(н(»пи и, Отлп t(lf )f({(сч т«!1, Г! о, с целью новы!И(пия

ЧЛ НС (!till С.?Ь!«><:Ти Н ()f>f(ТРОТЕH(TВИЯ, li f!PГО

Н!3(t il (> « ". 11,! Х Pi ii И.3 <<1 .! IH !f Ъ II f) а t3 i(Í И Я, !

i Х< С 1 Кс)! <, l O С< >С il? i. ll !)Ы ХО.IОМ Вl ОРО! 0

I (;t l i I> < i f) 1< .i > Р < >

I<Û ХО;1„. < f>P b«;t. <Х<О> .. < фii <»iОГО lti IЬ<> );! it 1, (i ((тi>!! >! Вхо10 <1 6,1оhi! сия 31! и (нторь! v! В > 0 Iом 6,!ohit v lipp;t.

Ч с < > 6Л<)К «!! i Х роl! I< i l!1)iil И II f>:i B, i 11!Iя с:O. ,Ч(Pihит (и .>11 i!b!j! Сч(1 Ilih, I(HII(j>f)(3 Гo(>

1 () И Г Г(Р, I l P f (31 13Х О, l, 13 < ) lt <0,113 М lс ?(35

I!lit(!) Р 1103) i!, Н>!,О. > Ы 101>! Пф Р;(тоР 1 ((>(.1И и(H lil с 1«,> f;< M и уп;< нонки и (< >pot, i 1 pl!I ((>;I, l!i f> lil>l Л! It и < >() b! Л? Н Ьс ХО 1 if Х1 !! 6. I(>hei И С

Н х< >л(ом <)6 H V, !Сfl ll я:E B Off H) с 1СТ 1И hа. f3!сl хо,3

Tf)ltI гер;! <-Ослинен с 1p(Iьим Bыхо.?Ом 6лок».

3. Устрой(T>io по пп. (и 2, 0).itt40 *((liow((ñ (. < т((1 1<) t>.< Ок (ня )и сол<срж>3Т.,1н 1

IIO l< ?3Ь! Х 1 p i < :>i! I i)р,< !i < >! I(J с! ИИОНН ill! V (ИГ?Ит(х! I П с) li i< ° I<0, < j < I>З З!f 1 <<РЫ СОС ?ПН("fj,f,1< 1 .1.

i. !(>1,! . !!(>.1 Н> !Х < f>il i l! <,PС сi Ц!!, (:Ь! (Ili. Рвь?м и вторым вхол;! >!i < .!Ок. истоки и—

45 рез первый р(зи стор (><.,?и иены с пеи иВ PTHPVK)lH ИЛ1 НХОЛОЛ1 <)I!CPE! IEIH)!if!OГО Х (И, IHT(.IH, инвс (.! и рл кипи и нхо 1 Оперi! Illtolfifoi

V(È,l ÈÒÐ 1ß !(Р(" f<1 <) PÎI! Pi 3 it C "ОР <. О<., 1!1Н(ll

С ТР(. ТЬИ 1 li>, 1<>М F)C>ОК;1,;! !3Ь?ХО, (>fit J);l50 пион I()ГО Vсll,"" Гt, Я с< >с (И i?<. !i (. Рл м)! I! I! Й

В;;ОД Off«P»fi!i<)iii!0<<> i « (!1!1<,(t{»(P(3 i()i 1!»f ре <истор co(l< .!!(: ((>6ttli. п!и:«и, В<. P f ffPV IO!HÈ È и Х<) 1 It P(3 Ч(TB(. Р ГЫ И P(зисг >р с <3!!хотол? <;I!i <(и<>нп(но ус fëи Гсл», 55 Ч(. 0 i I!HTHII! P(!«!i) (У fiP»ES, IHK)llf!< H

НХО.(О)! lilt Сl ого !)« И(T(>P:<, lit РНЫИ 1! В ГОРОИ

ВЫ BO ilс) KOTOPOI O С()Е l lt li < >! Ы С K. I(Л< <(I jt Л11!;I. l я

110 E h, I K) Ч (I t!! и И <Г Т О Ч I! I! h;1:! 1!! P и >К (f I И H .

1339391 у р иизм, икая

Фиг. 2

От

Фиг. 5

Uynp

Om

Фиг. Ф

Составитель H. Помякшева

Редактор Н. Егорова Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 4209(30 Тираж 67б 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