Устройство для коррекции параглетров преобразователей электрических величин в цифровой код
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства М
МПК 6 06j 3 ОЭ
Заявлено 07М111.1968 (Ло 1263650,18-24) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытиЯ при Совете Министров
СССР
Я 681.325(088.8) Опубликовано 08.XII.1970. Бю7лете?ь ¹ за 19. 1
3.ата опубликования описа11ия 1. I 1.1971
Автор изобретения
Цг.ЕИ. В. IllTpaH«x
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ПАРАЧЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В ЦИФРОВОЙ КОД
Изобретение относится к области автоматики и вы«ислит ль:1ой тсхн11ки.
Известны устройства для коррекции параметров преобразователей электрических величии в цифровой код, .принцип работы которых основан на использовании опорных эталонов (напряжения и тока).
Предложенное устройство отличается тем, что оно содержиг цифровой анализатор, выполненный на регистрах и цифровых реша1о1цих элементах, и доиол1штельный контур, cодержащи171 ? cti,atlTC.7h, Iteлинейнь1й э.7емсит, вертирующий трансформатор, потенциометрический делитель и уравнивающие делители напряжения, при-1см усилитель охвачен отрица- 1 тельной обратгиой связью через одно из плеч
BoTcHциометрического делителя напряжения и нелинейный элемент, а другое плечо этого делителя соединено с выходом генератора контрольных .импульсов, выход усилителя через 20 инвертирующий Tрансформатор, уравнивак?щий делитель напряжстшя и первый переклюг«атЕЛЬ COC7IIHЕН СО ВХОДОМ ПрСОбраЗОВатЕЛя, С которым так?ке соединены через первый персключатель и уравни133ющие делители напря- 2б жеиия,выход нелинейного элемента и средняя точка потенц:1ометрического делителя, — выход преобразователя соединен через второй переключатель со входами цифрового анализатора, выходы которого через олоки коррекции 30 соед:шены со 3;одами преобразователя, генератора коитро7ьных импульсов, усилителя и нелинейного элемента.
Это позволяет llовыс1.ть помехоустойчивость и обеспечить автостабилизацию преобразователя.
Иа фиг. 1 изооражена схема устройства; на фиг. 2 — дпа гр ам м ы зависимости потенциалов
»а основных элементах дополнительного контмр3 от Входного 113пряжcнllя (н3пpяжpHия на левом плече потенциометрического делителя).
Устройство содер>ки1 прсобразователь электрических вел:1чии в код 1, подлежащий контро7to; генератор контрольных импульсов 2 с внешним 3 п1? авлеиием пуска: f eHepaTop управляющих импульсов ?, определяющий частоту и порядок следоьания импульсов контроля; каскад п1?оверок намat» (незанятости) 4 преобразователя 1; cpat? It;laatottf III делитель напряжс;1ия 5 (аттепюат?р); переключатель 6, коммутирующий вход ilpcîáðàçîâàòåëÿ 1 с рабо«et цепи иа 1 он l ро Ihahle; перекл10«ате1ь / коммутиру1ощий выход преобразователя 1 с, ?або«ей цеп;1 Ha t 289426 щпх делителей напряжения 14 — 1б; ипвертирующего трансформатора 17. о стройствО содержит также Оло!<и коррекции 18 — 21 и цифровой анализатор 22, состоящий из регистров 28 — 25 и цифровых решающих элементов 2б — 86. Устройство раоотает c Ic IQUIIIII ооразом. Если Iicpc+3 I о EIIBH характернстнка нелинейного элемепга 18 выражается степенной зависимостью со степенью, большей единицы, то прп большом зпачг шп коэффициента усиления усилителя 11 (oo;Ic .е l0 — 50) папряженис в узловых точках контура в функции входного напряжения (т. е. на левой ветви потспцпометрпческого делителя 12) имеет зависимость, показанную на фиг. 2. Общий xapai Однако напряжение па средней точке делителя 12 (кривая П на фиг. 2) зависит от общего коэффициента передачи в петле обратной связи. Например, при увеличении коэффициента передачи нелинейного элемента 18 относительное напряжение на средней точке делителя 12 падает. В то же время на выходе этого элемента (т. е. па входе усилителя 11) практически сохранится пропорциональная за,висимость (кривая 111 на фиг. 2). Эти особенности позволяют выяснить, какой из параметров контура отклонился от номинала. Работа устройства делится на два этапа: а) настройку и б) режим авторегулирования. При настройке, если параметры преобразователя 1 номинальны (или подстроены), переводят переключатели б и 7 последовательно в позиции опроса делителей 5, 14, 15 и Iб. В каждой позиции однократно включают генератор 2, проводят кодирование соответствующих импульсов и регулируют коэффициенты ослабления соответствующих делителей 5, 14, 15 и Iб так, чтобы величины амплитуд импульсов на их выходах (с учетом нагрузки) были равны между собой. Последнее определяется по равенству значений кодов, обозначенных далее через Л, В, С, Д и заносимых в регистры 9,28, 24 и 25. Эти числа должны быть равны выбранному значению эталонного кода К„. При коэффициенте передачи делителя 15, равном единице, это соответствует линни IV и точке а на фиг. 2. Предполагается, что за время четырехкрагного кодирования параAIcTры элементов пе изменяются настолько, что это вызывает отклонение в младшем разряде преобразователя 1. В режиме авторегулирования сигнал с генератора 8 после прохождения каскада 4, проверяющего паузу в работе преобразователя 1 по основной цепи, с помощью блока 8 подключает преобразователь 1 к клеммам четырех указанных позиций со скоростью пореклю Ipнпй, определяемой скоростью работы кодпрующего устройства. Проводится подряд четыре кодироваш1я, после чего преобразователь на длительное время снова под:<;Iio- ается ко:входным рабочим цепям. Теперь устройство может автоматически определять отклонение параметров .<аждого пз основных узлов схемы. При этом опредсляетс»- . изменение коэффициента преооразованпя преобразователя 1; изменение амплитуды генератора 2; изменение коэффициента усиления усилителя 11; изменение положения рабочей точки на papal Если, например, изменится па величину -а только амплитуда .импульсов генератора 2, то, как видно из фиг. 2, величина кода Л с выхода генератора 2 получит значение А =К„+u; величина кода В в средней точке делителя 12 получит значение В=К„ - —, где в — показатель степени нелинейности элемента 18; величина кода С í". входе усилителя 11 получит значение С:К +7; 40 величина кода D,на выходе усилителя 11 (после трансформатора 17) получит зпачеiIIIIe: В=К„+ а. 45 Если изменится характеристика нелинсйног0 элемента. (из-за температуры, старения El т. п.), то, обозначая возникшее по этой причине отклонение на входе усилителя 11 через у, получим следующие коды: А =К„, В =К„ — C=К:Ь Т D =K3T+Т. Если измен ITся коэффициент усиления уси55 лителя 11, то, обозначая возникшее по этой при пше отклонение кода С через +6, получим для кодозых чисел следующие значения: А=К„, В=К„ С=f(„+:., В -К„, Отсюда видно, что во всех случаях коды Л, В, С, D отличшотся друг от друга. Так как в подобных устройствах может иметь место 65 лишь моноTo.пый ухо<д всех параметров, то 289426 минимальные величины и, р, у, I? отклонений выявятся .в младших разрядах преобразователя 1. Ввиду того что величины указанных отклонений малы, их îд!»овременное влияние выявляется лишь в суммарном виде, так как члены и, Р, у, 6 и т. п. составят малости более высокого порядка и пе будут учитываться кодирующим устройством. Вследствие этого результирующие отклонения могут принимать для различных кэдозых чисел А, В, С, D следующие значе;пя: C=К„+2- 3 т -- О, Π— 1(т . Следует учитывать, что мшшмаль»»ые отклонения параметров и, I?, у, 6 пли их сумма могут изменить значение одного младшего разряда преобр а зов а геля I. Цифровые решаю!цис элементы 26 — 86 цифрового анал r3aTopa 22 предназначены для определения причины отклонения кодов А, В, С, D от эталона и выработки сигналов управления для блоков коррекции 18 — 21, которые воздействуют на подстроечные элементы перечи.лснных ранее узлов устройства. В частности, если степенная зависимость с? коэффициента передачи нелинейного элемента 18 близка к кубической, то в цифровой анализатор 22 включают решающие элементы: блок разности 85 кодовых чисел D — А, определяющий в цифровой форме параметр +у; блок разности 86 кодовых чисел С вЂ” D, которьш выдает параметр +6; блок 26 утроения кодового числа В; блок 27 пэлут!ения первого вспомогательного числа З — С вЂ” + 2P +-2у+ 2К„; блок 28 получе:-шя второго вспомогательного числа З — С вЂ” 2Кэт = + 2$ 2y, которое полут!зется путем вычитания числа 2К„из числа, полученного на выходе блэка 27; блок 29 удвоения значения числа параметра +у; блэк 80 получения удвоенного зн;1чения пара»!егра »-р путем сло?кения числа +2р+-2у, получс:1,юго на выходе блока 28, с числом, полученным на выхэде блока 29, что в итоге дает параметр +2P; блок 81 деления величины парамет,эа +-2Р на два; блок 82 вычитания из числа А значения числа К„, BTO дает третий вспомогательный параметр 1 — Кэт =+ — и+»- »э блок 88 получения параметра +-и, что достигается путем выч;!та»1ия параметра + +P из числа, получ,шэГо на выходе блока 82; блок 84 уста:!Овки заданного значения числа 1(„и 2К„для работы блоков 82 и 28. Таким образэм, нсрознь определяют все Ila. раметры отклонен!Й. У!тазанные действия»a.i, числами А, В, С, В могут быть выпо,тнс;!ы также в виде од!1:э»о процессора с регистра»r» па мяти и р омежутî Ir !üë и конечных результатов, работающю! от блока управления. При значс.!Ни показателя степени, отличного от трех, соотзетсгвеино меня»отся некоторые коэффи!шенты B блоках 26 ?9 и 81. OrIpeqeieIrие велич!!Ны параметра BI и се I3b100p npO!I3B0i»ITC»I BO BpellII Т!астро!!ки уCTp0IrcTBa.. »,ля этОГО 1!3 меня»от сиГнал на Выходе генератора 2 таким образом, чтобы полуI чснный код O =К„ - — отличался на нес(О колько младш.!х разэядов от К„(парамет15 ры j3, у, б рав IBI нулю, так как предварительно с! 1 стем а пист»эа »l:» ae Ãcÿ в соответствии с. уc;Ioв:reм А В = С=-0). (оотвстстве»» 10 код С = К C — Кэ, Параметр »ч= — определяется одно — К„ кратно и B да.!ьнс.!н!См подстройке не подле?К:П. ЕСЛИ ПО,i; !Еп:rOЕ ЗНаЧЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ rn :!е соотзетств:, ст коэкфициенту, заложенному 25 в структуру решающих элементов allaлизатэpa 22, то несколько меняются параметры элемента 18, после чсгэ подстраивается уравн.fвающий дел;!тель 1б так, чтооы имело место вазснство :.Одов А =  — С. 3aTear, .ак. 3 Iia3130 но выше, проводится новое определение зна»ения параметра 1». Полученные цифровые значения параметров расстройки системы преобразуются в блоках 18 — 21 в форму, необ одимую для работы эле35 ментов подстройки узлов устройства. Таким образ эм, B устройстве осуществляется коррекция параметров как преобразователя электрических величин в код, так и собственно схемы коррекц»ш. При этом в устройстве 0140 сутстзует актизньш эталон тока или пряжения и зместо не" 0 используется импульсный 1IcToч11ик тока ил!1 напряжения, измененис Ilaрамстров котэ»?ого корректируется c»a!I!xi устройcTBÎм. В качестве эта lонирующиx элемен45 TQB используroTc»I пассивные делители напря?кс и »и, мход n ap a IILTpoB которых Bbr pa ?Kerr 311aч:!тельно слаоее чем у активных элементов, чтс повышает точность преобразования. Предмет изобретения Устройство для коррекции параметроз преобразователей электр "reer I»x вел:.!чин в цифровой код, содержащее преобразователь, ге55 нератор контрэл!эных импульсов, генератор управляющих пмпулLcoB, каскад проверок паузы преобразователя, два переключателя, блок управле:шя переключателями, регистр, ОЛОКИ OPPer 60 личаюи(ееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивэ TI»r сбеэпечения автостабил;1зации преобразэзателя, устройство содержит цифровой анализатор, выполненньш на регистра. . и u!Iflpoa»lx реп!» ющих элементах, а так65 же до.»олнштсльныи контур, содержащий уси289426 7 cpm ген Фиг 2 Изд. ¹ 16 Заказ 4!14 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Типография, по. Сапунова, 2 литель, нелинейный элемент, инверти рующий трансформатор, потенциометрическпй делитель и уравнивающие делители напряжения, причем усилитель охвачен отрицательной обратной связью через одно из плеч потенцпометрического делителя напряжения и нелинейный элемент, а другое плечо этого делителя соединено с выходом генератора I(OIITlpOëüíüë импульсов; вы.сэд усилителя через инвертирующпи трансформатор, уравнивающ1гй делитель напряжения и первый переключатель сое,динен со входом преобразователя, с которым также соединены через первый, переключатель и уравнивающие делители напряжения выход нелинейного элемента и средняя точка потенцпометрнческого делителя, выход преобразователя соединен через второй переключатель со входами цифрового анализатора, выходы которого через блоки коррекции соединены со входамч преобразователя, генератора контрольных импульсоз, усилителя и нелинейного элемента.
