Дифференциальный измерительный преобразователь

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям с частотной формой выходных сигналов. Дифференциальный измерительный преобразователь содержит два генератора частотных сигналов с частотозадаюшими элементами, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты, формирователь сигналов суммарной частоты, входы которого соединены с выходами генераторов частотных сигналов, при этом выходы формирователей сигналов разностной и суммарной частот являются выходами устройства. Достигаемым техническим результатом заявляемого измерительного преобразователя является использование дополнительного блока для диагностики частотозадающих элементов, по анализу уровня сигнала с его выхода проводится оценка правильности работы частотозадающих элементов, образующих дифференциальную пару. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям с частотной формой выходных сигналов.

Известен измерительный преобразователь (см. патент №2432671, опубликованный в БИ №30 27.10.2011 г.), содержащий два генератора частотных сигналов с частотозадающими элементами, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты. Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому взято в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является невозможность диагностики отказа частотозадающих элементов из состава дифференциального измерительного преобразователя на всем этапе его использования.

Решаемой технической задачей является расширение функциональных возможностей заявляемого измерительного преобразователя в части диагностики работоспособности частотозадающих элементов.

Достигаемым техническим результатом заявляемого измерительного преобразователя является использование дополнительного блока для диагностики частотозадающих элементов, по анализу уровня сигнала с его выхода проводится оценка правильности работы частотозадающих элементов, образующих дифференциальную пару.

Для достижения технического результата в дифференциальном измерительном преобразователе, содержащем два генератора частотных сигналов с частотозадающими элементами, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты, новым является то. что дополнительно введен формирователь сигналов суммарной частоты, входы которого соединены с выходами генераторов частотных сигналов, при этом выходы формирователей сигналов разностной и суммарной частот являются выходами устройства.

Применение в составе измерительного преобразователя формирователя сигналов суммарной частоты позволяет по значению суммарной частоты проводить проверку состояния частотозадающих элементов на основе пьезорезонансных силочувствительных датчиков и задать критерий работоспособности или отказа всего измерительного преобразователя.

На фигуре изображена функциональная схема заявляемого дифференциального измерительного преобразователя.

Устройство содержит два генератора частотных сигналов 1 и 2 с частотозадающими элементами 3 и 4, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты 5, формирователь сигналов суммарной частоты 6, входы которого соединены с выходами генераторов частотных сигналов 1 и 2, при этом выходы формирователей сигналов разностной 5 и суммарной 6 частот являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом. С выходов генераторов частотных сигналов 1, 2 (см. фигуру) на входы формирователей 5, 6 сигналов разностной и суммарной частоты подаются периодические сигналы прямоугольной формы.

Выходной величиной дифференциального измерительного преобразователя по выходу FВЫХ1 с формирователя 5 сигналов разностной частоты, аналогично прототипу, является разность частот, которая определяется по формуле

где х - измеряемый параметр на входе частотозадающих элементов 3, 4, на основе пьезорезонансных первичных преобразователей;

ƒ0 - начальная разность частот ƒ1 - ƒ2 при х = 0.

Значения частот на выходах генераторов 1, 2 определяются выражениями

где ƒ0102 - начальные частоты частотозадающих элементов 3, 4;

k1 k2 - коэффициенты преобразования частотозадающих элементов 3, 4 на основе пьезорезонансных первичных преобразователей.

Выражения (2), (3) приведены без учета нелинейностей характеристик преобразования частотозадающих элементов 3,4.

Выходной величиной дифференциального измерительного преобразователя по выходу FВЫХ2 с формирователя 6 сигналов суммарной частоты 6, является сумма частот, которая определяется по формуле

С учетом равенства коэффициентов преобразования клг частотозадающих элементов 3, 4

Таким образом, при действии измеряемого параметра х и равенстве коэффициентов преобразования суммарная частота на выходе FВЫХ2 постоянна и не зависит от величины измеряемого параметра.

На практике иногда возникает трудность в обеспечении равенства коэффициентов преобразования k1 = k2 первичных преобразователей 3, 4. вследствие их технологического разброса при изготовлении. С учетом этого, выражение (5) можно записать в виде

где Δk(х) - коэффициент, определяющий неравенство коэффициентов преобразования ки к2, зависящий от измеряемого параметра х.

Критерием работоспособности частотозадающих элементов 3, 4 и всего измерительного преобразователя в целом можно считать нахождение суммарной частоты на выходе FВЫХ2 формирователя 6 сигналов суммарной частоты в диапазоне, определяемом по формуле (6) при действии измеряемого параметра.

Преимуществом данного измерительного преобразователя является возможность проверки частотозадающих элементов 3, 4 на основе пьезорезонансных силочувствительных датчиков в процессе эксплуатации, т.е. в момент действия измеряемого параметра.

При выходе из строя одного или обоих частотозадающих элементов 3, 4, образующих дифференциальную пару, значение суммарной частоты на выходе формирователя 6 сигналов суммарной частоты изменится и выйдет за пределы, установленные по формуле (6), а при этом на выходе FВЫХ2 будет формироваться ложный сигнал, не соответствующий (не пропорциональный) величине измеряемого параметра по формуле (1). Например, при отказе одного из частотозадающих элементов 3 или 4 произошло изменение коэффициента преобразования k1 или k2 и на выходе FВЫХ1 формирователя 5 сигналов разностной частоты будет присутствовать сигнал, частота которого не будет соответствовать значению величины измеряемого параметра х.

Таким образом, по первому (измерительному) выходу FВЫХ1 измерительный преобразователь выдает значение частоты, которая меняется в зависимости от значения измеряемого параметра, в соответствии с формулой (1), а по второму (контрольному) выходу FВЫХ2 значение частоты, которое свидетельствует о правильной работе частотозадающих элементов 3,4.

Такой метод проверки (оценки) работоспособности можно применять для построения отказоустойчивых измерительных систем с резервированием, в составе которых имеется несколько идентичных заявляемых измерительных преобразователей. Устройство-потребитель, контролируя частоту с выходов FВЫХ2 измерительных преобразователей, выбирает из них работоспособный и считывает частоту с соответствующего выхода FВЫХ1. При отказе одного из измерительных преобразователей в процессе эксплуатации устройство-потребитель производит переключение на выход FВЫХ1 другого работоспособного измерительного преобразователя.

Работоспособность предлагаемого технического решения экспериментально проверена и подтверждена испытаниями действующих макетов дифференциального измерительного преобразователя.

Дифференциальный измерительный преобразователь, содержащий два генератора частотных сигналов с частотозадающими элементами, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты, отличающийся тем, что дополнительно введен формирователь сигналов, выполненный с возможностью формирования сигнала суммарной частоты в заданном диапазоне, входы которого соединены с выходами генераторов частотных сигналов, при этом выходы формирователей сигналов разностной и суммарной частот являются выходами устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве источника синусоидальных колебаний, в том числе в интегральных схемах. Техническим результатом предлагаемого RC-генератора является повышение максимальной частоты формируемых синусоидальных колебаний и уменьшение уровня нелинейных искажений выходного сигнала.

Изобретение относится к устройствам формирования электрических колебаний со стабилизированной частотой. .

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, в измерительной и вычислительной технике, в частности для имитации импульсных сигналов, отраженных от движущихся объектов.

Изобретение относится к электронике для измерения характеристик высокоскоростных сигналов, которые применяются в цифровых регистраторах быстропротекающих процессов и радиолокационных приемниках.

Изобретение относится к технике цифрового преобразования информации, а именно к генераторам программируемой задержки импульсов. .

Изобретение относится к генерированию импульсов и может использоваться в цифровых устройствах фазовой синхронизации. .

Изобретение относится к области импульсной техники и повьшает точность и стабильность удвоения частоты . .

Изобретение относится к имнульсной технике. .

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике. Технический результат – обеспечение самосинхронной реализации преобразователя унарного информационного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к управляемым устройствам задержки сигналов, и может быть использовано в системах радиоэлектронного подавления для формирования управляемой задержки высокочастотных сигналов.

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к инфранизкочастотным импульсным устройствам с термозависимыми времязадающими элементами, и может быть использовано в приборах автоматического контроля и регулирования.

Изобретение относится к генератору псевдопериодического сигнала, используемому в различных целях и, в частности, для плазменного автомобильного зажигания с радиочастотным возбуждением резонатора многоискровой свечи.

Изобретение относится к импульсной цифровой технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, автоматике, измерительных устройствах, радиолокации, устройствах связи и т.д.

Изобретение относится к импульсной цифровой технике, предназначено для выполнения полной функции синхронизации входного асинхронного кодового сигнала ID(1:M) разрядности M 2 (формирования на разрядных выходах синхронизированного кодового сигнала OD(1:M) и его кодового синхросигнала OCD(1:M) и формирования на первом, втором и третьем выходах соответственно синхросигналов OCD кодового сигнала, паузы OPD и начала паузы ОРС, означающего обнаружение неизменности входного кодового сигнала в течение некоторого времени) с заградительной фильтрацией синхронизации входного кодового сигнала как помехи при длительности его изменения, не превышающей пороговой длительности, отсчитываемой с помощью входной непрерывной последовательности тактовых импульсов, и может быть использовано при построении синхронных устройств для помехоустойчивого ввода асинхронных кодовых или разовых команд или данных и обмена информацией (командами и данными), например, между двумя синхронными устройствами, каждое из которых имеет собственную тактовую частоту синхронизации.

Изобретение относится к импульсной технике. .

Изобретение относится к импульсной цифровой технике, предназначено для выполнения полной функции тактовой синхронизации входного синхронизируемого цифрового сигнала (формирования синхронизированного сигнала и его тактового синхросигнала) с программируемым временным порогом заградительной фильтрации синхронизации входного цифрового сигнала как помехи при длительности нулевой или единичной фазы помехи, не превышающей пороговой длительности, отсчитываемой с помощью входной непрерывной последовательности тактовых импульсов, и может быть использовано при построении синхронных устройств (синхронных автоматов с памятью) для помехоустойчивого ввода асинхронных команд или данных и обмена информацией (командами и данными), например, между двумя синхронными устройствами, каждое из которых имеет собственную тактовую частоту синхронизации.

Изобретение относится к импульсной цифровой технике, предназначено для выполнения полной функции тактовой синхронизации входного синхронизируемого цифрового сигнала (формирования синхронизированного сигнала и его тактового синхросигнала) с программируемым временным порогом заградительной фильтрации синхронизации входного цифрового сигнала как помехи при длительности нулевой или единичной фазы помехи, не превышающей пороговой длительности, отсчитываемой с помощью входной непрерывной последовательности тактовых импульсов, и может быть использовано при построении синхронных устройств (синхронных автоматов с памятью) для помехоустойчивого ввода асинхронных команд или данных и обмена информацией (командами и данными), например, между двумя синхронными устройствами, каждое из которых имеет собственную тактовую частоту синхронизации.

Изобретение относится к импульсной цифровой технике и предназначено для выполнения полной функции синхронизации потенциального и/или импульсного входного синхронизируемого цифрового сигнала (формирования синхронизированного сигнала и его синхросигнала) с помощью входной непрерывной последовательности тактовых импульсов для построения синхронных устройств (синхронных автоматов с памятью) ввода асинхронных команд или данных и обмена информацией, например, между двумя синхронными устройствами, каждое из которых имеет собственную тактовую частоту синхронизации.

Изобретение относится к области импульсной техники с применением в автоматике и может быть использовано, например, для стабилизации температуры в подогреваемых генераторах радиочастоты по принципу широтно-импульсного регулирования, для управления релейным распределителем, где требуются импульсы, укороченные многократно.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям с частотной формой выходных сигналов. Дифференциальный измерительный преобразователь содержит два генератора частотных сигналов с частотозадаюшими элементами, выходы которых соединены со входами формирователя сигналов разностной частоты, формирователь сигналов суммарной частоты, входы которого соединены с выходами генераторов частотных сигналов, при этом выходы формирователей сигналов разностной и суммарной частот являются выходами устройства. Достигаемым техническим результатом заявляемого измерительного преобразователя является использование дополнительного блока для диагностики частотозадающих элементов, по анализу уровня сигнала с его выхода проводится оценка правильности работы частотозадающих элементов, образующих дифференциальную пару. 1 ил.

Наверх