Преобразователь переменного напряжения в код

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике инфраиизких частот и может быть использовано при поисках и разведке руд электропроводных материалов. Цеаь изобретения - повышение точности измерений переменного напряжения за счет исключения в значительной мере температурной нестаоилыюсти крутизны модуляционной характеристики преобразователя напряжение - частота. Входное напряжение преобразуется устройством в цифровой код. Результат счета первого периода рабочей частоты преобразуется в напряжение преобразователем код - амплитуда и после умножения поступает во второй период рабочей частоты на вход измерительного частотного преобразователя совместно с входным напряжением. В конце второго периода рабочей частоты па реверсивном счетчике импульсов накапливается результат, в котором относительная погрешность за температурную нестабильность крутизны модуляционной характеристики преобразователя присутствует в качестве слагаемого во второй степени. Результат счета за два периода .индицируется на индикаторном устройстве . Затем счетчик и запоминающее устройство приводятся в исходное состояние и в последующие два периода рабочей частоты измерительный цикл повторяется, 2 ил. g to «я.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4634760/24 (22) 09: 01 . 89 (46) 15.01,91. Вюп. М 2 (71) Уральский научно-исследовательскии и проектный институт медной промышленности "Унипромедь" (72) И.В, Поздяков, А,И. Человечков и А..В, Антипов . (53) 681, 324 (088, 8) .(56) Человечков А.И,, Семенов В.Д,, Павенко И.А. Переносной цифровой вольтметр (ПЦВ-1) для метода заряда с измерением электрического поля./8 сб.: Вихревые токи в методе заряда.

Труды ИГ УЕП(АН СССР, Свердловск, 1980, с. 47-52.

Авторское свидетельство СССР

Р 945984, кл. Н 03 И 1/60, 1982. (54) ПРЕОВРАЗОВАТЕПЬ ПЕ1эЕ11ЕННОГО

НАПР БИЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике инфранизких частот и может быть использовано при поисках и разведке руд электропроводных материалов. Цель изобретения— повышени е точности и змер ений пер еменl

Изобретение относится к электроиэмерительной технике инфранизких частот и может бьгть использовано при поисках и разведке руд электропроводных мат ер иал о в .

Цель изобретения — повышение точgo сти изм ер е ний,, На фиг. 1 изображена функциональ— ашная схема предла гаемо го пр ео бра зо„„SU„, 1621178 ного напряжения за счет. исключения в значительной мере температурной Hp

CTBoHJ«EúllocTH к1эУТ«(3 ««ы ««ОД э ля«э««о«!««0«« характеристики преобразователя напряжение — частота, Входное напряжение преобразуется устройством в цифровой код. Результат счета первого периода рабочей частоты преобр".çóåòñÿ в напряжение преобразователем код — амплитуда и после умножения поступает во второй период рабочей частоты на вход измерительного частотного преобразователя совместно с входная напряжением.

В конце второго периода рабочей частоты на реверсивном счет «ике импульсов накапливается результат, в котором относительная погрешность за температурную нестабильность крутизны модуля=. ционной характеристики преобразователя присутствует в качестве слагаемо- го Do второй степени, Результат счета за два периода .индицпруется на индикаторном устронстве. Затем счетчик и запоминающее устройство приводятся в исходное состояние и в последующие два периода рабочей частоты измерительный цикл повторяется, 2 «л, I вателя (кружками обведены номера эпюр напряжений); на фиг, 2 — эпюры напряжений в отдельных узлах преобразователя, Преобразователь содержит входную шину 1, измерительный преобразователь (ИЧП) 2, элемент И 3, реверсивный счетчик 4 импульсов (PCHj, запоминающее устройство (ЗУ) 5, умножитеяь б

1621178

U = U 5»)ll 5»x»Q;t

30

С.à(t) =, a,+ П, напряжения, преобразователь 7 код-амплитуда (ПКА), первый элемент 8 задержки, индикаторное устройство 9, второй элемент 10 задержки, элемент

ИСКЛЮЧА»ОБЩЕЕ ИЛИ 11, инвертор 12 и триггер 13.

Преобразователь работает следующим образом, В исходном состоянии РСИ 4 передним фронтом импульса, эпюра которого показана на фиг. 2 (эп»ора 17) устанавливается в нулевое состояние, а в

ЗУ 5 записывается код нуля. На входе преобразователя потенциал равен нулю, при этом частота генерации ИЧП 2

У () =Я, Г

При пропускании через исследуемую геологическую среду знакапеременных импульсов тока с периодом Т на входе преобразователя, подключенного гальванически к среде, появляется напряжение (фиг. 2), эпюра 1) . Входное напряжение преобразуется в ИЧП 2 в частотную последовательность где k — крутизна модуляционной характеристики преобразовате " 9 35 ( вуп sinai- знаковая функция частоты (7 (2и/Т).

Стробирование частотной последовательности длительностью (осуществля- »О ется при помощи элемента И 3 импульсами, снимаемыми с элемента 10 задерж- ки (фиг. 2, эпюра 14), Режим счета

РСИ 4 задается импульсами, поступающими по шине опорной частоты (фиг, 2, 45 эпюра 15). После первого полупериода рабочей частоты в РСИ 4 и ЗУ 5 появляется код измеряемого напряжения И»=

Д»,+ k», Usw, а после двух полупериодов — N = N,— N<= +2к» U X. Разреше 50 л ние на запоминание N s ЗУ 5 дается отрицательными фронтами импульсов 2Т снимаемых с выхода триггера 13 (фиг.2, эпюра 16).

При помощи преобразователя 7 код—

55 амплитуда код преобразуется в. напряжение U àN, где а — коэффициент преобразования IIKA 7. Далее при помощи умножителя 6 напряжения напряжение трансформируется в напряжение U . которое суммируется с входным напряжением U <. В итоге на выходе ИЧП 2 получается алгебраическая сумма напряжении: - = "ьх % = "ьвФ(1 / о) "ьв

Во второй период рабочей частоты на выходе ИЧП 2 имеем

g (t)Q((+k П;, ==Я,> о « 1 /kg)U Павле двух .периодов на РСИ 4 накап- ливается следующий результат .

y I (N = N — N + И =+2k /1(1+Ы/k ) U +N, у» g — о о

Подставим сюда величины U . и N раскроем скобки и, сократив подобные члены, получим

N +2k ((17(AkЪ ) 1 и

Этот результат индицируется на индикаторном устройстве 9 после поступления на него разрешающего импульса с триггера 13 (фиг, 2, э»пора 16) . Затеи

РСИ 4 и ЗУ 5 приводятся в нулевое состояние положительHhH фронтом импульса напряжения, получаемого на выходе элемента 8 задержки (фиг. 2, зпюра

17), и весь двухпериодный цикл измерения с внесением в течение второго периода корректирующей поправки повторяется, Инверсия напряжения U осуществля Z ется схемой, вкшочающей инвертар 12 и логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, при помощи которого осуществляется логическое умножение напряжений, одно из которых Х соотнесено со знаком числа, записанного в. РСИ 4, а другое—

Y — синфазно с входным напряжением (фиг. 2, эпюра 15). Если число в РСИ И. > О, то Х = 19 а после инверсии на входе логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ имеем потенциал Х=О.

Тогда на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ имеем потенциал Y который посту-. пает на управляющий вход умножителя

6 напряжения и определяет преобразование потенциала U» в потенциал

U<= -U»/2ko (a (U» P0), 1621178

В другом случае, когда в РСИ 4

И =03 то X=0ý Х = 1 ° и на входе логйческого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

1юянляется потенциал Y (фиг, 2, эпюра 15), при наличии которого на уп1 равляющем входе умножителя б преобра- зование потенциала U в U< осуществляется без изменения полярности:

Б1/2k ь à (U„(О), Предлагаемы преобразователь характеризуется большей (примерно на порядок) точностью измерений за счет комгенсации температурной нестабильности модуляционной характеристики преобразователя при помощи цепи обратной связи, образованной дополнительными узлами, а также возможностью регистрации вариаций физических свойств горных пород, величина которых бпизка к абсолютной погрешности измерений известными устройствами.

Формула из о бр ет ения

Преобразователь переменного напряжения в код, содержащий измерительный частотный преобразователь, первый вход которого является входной шиной, элемент .И, триггер, выход которого под" ключен к первому входу запоминающего устройстна, выход которого подключен к входу преобразователя код — амплитуда, реверсивный счетчик импульсов, первый вход которого является шиной опорной частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены умножитель напряжения, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, инвертор, первый и второй элементы задержки и индикаторное устройство, первый. вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход объединен с вторым входом запоминающего устройства и подключен к первому выходу реверсивного счетчика импульсов, нторой выход которого через иннертор подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH второй вход которого объединен с входом триггера и является шиной опорной частоты, выход триггера через первый элемент за20 держки соединен с вторым входом реверсивного счетчика импульсов и третьим входом запоминающего устройства, выход преобразователя код - амплитуда соединен с первым входом уиножителя

25 напряжения, второй вход которого подключен к выходу элемента ИСКЗПОЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, а выход — к второму входу измерительного частотного преобразователя, выход которого соединен с перным вхо3Q дом элемента И, выход которого подключен к третьему нходу реверсивного счетчика импульсов, второй вход элемента И соединен с выходом второго элемента задержки, нход которой является шиной опоРной частоты.

1б 21178

Составитель Н. Козлов

Техред И.Иикеш

Редактор А. Лежнина

Корректор М, Пожо

Заказ 4255 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101