Дифференциальный частотный датчик

 

(!!) 48 0 930

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04.73 (21) 1911635/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G Olt 1/10

G Оlг 23(06

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.768(088.8) Опубликовано 15.08.75. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 04.12.75 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ю. М. Харламов, В. С. Клейменов и А. Б. Назаров

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК щд РственныЙ комитет (23) Пр!!ор,!!тет

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известный дифференциальный частотный датчик, содержащий системы возбуждения двух резонаторов, соединен,ûõ через инерционную массу и подключенных к цспям двух автогенераторов, выходами связанных с входами смесителя частот, выход разности частот которого соединен с входом первого избирателbIIого усилителя, выход суммы частот через второй избирательный усилитель — с первым входом основного блока cpaeнепия и первым входом вычитающего блока, вторым входом связанного с первым выходом основного опорного генератора и вторым зхэдои! блока сравнения, и силовой исполнительн!>!й элемент, связанный с вторым резонатором, характеризуется узким диапазоном преобразуемых величин.

Предложенный датчик отличается от известных тем, что он снабжен блоком выдел-"ния модуля разности частот, двумя блоками совпадения, дополнительными, блоком ср авнения и опорным генератором, двумя блоками масштабных коэффициентов, сумматором, триггером и,релейным элементом, неподвижные контакты которого соединены с выходами основного и дополнительного блоков сравнения, подвижный конта!кт — с управляющим входом силового исполнительного элемента, управляющие входы через триггер — с выходами блоков совпадения, первыми входами подключенных к выходам дополнительного опорного генератора, вторым входом второго

5 блока совпадения — к выходу второго избирательного усилителя, вторым входом первого блока совпадения — к первому входу до,полнительного блока сравнения и через блок выделения модуля разности частот — к выхо10 ду первого избирательного усилителя, входу второго блока масштабных коэффициентов, выход которого подключен к второму входу сумматора, первым входом через первый блок масштабных коэффициентов связанного с вы15 ходом вычитающего блока, причем второй вход дополнительного блока сравнения связан с вторым выходом основного опорного генератора.

Такое BbIIIIQJIEIeíèå устройсгва позволяет

20 !расширить диапазон преобразуемых величин.

Блок-схемы о!писываемого устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из резонаторов 1, 2, инерционной массы 3, систем возбуждения 4

25 резонаторов, силового исполнительного элемента 5, автогенераторов 6, 7, смесителя частот 8, первого и второго избирательных усилителей 9, 10, основного блока сравнения 11, основного опорного генератора 12, релейного зо элемента 13, блока 14 выделения модуля раз480930

1О !

35 ности частот, дополнительного блока сравнения 15, первого блока совпадения 16, дополнительного опорного генератора 17, второго блока совпадения 18, триггера 19, вычитающего блока 20, блоков 21, 22 масштабных коэф фициентов и сумматора 23.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии резонаторы 1, 2 колеблются с начальными частотами fp, соответствующими начальному натяжению То. Григгер 19 находится в состоянии, когда замкнут первый контакт релейного элемента 13 и силовой исполнительный элемент 5 соединен с выходом блока сравнения 11. На выходе вычитающего блэка 20 сигнал равен нулю, полный выходной сигнал с сумматора 23 равен нулю. При действии входной величины частота резонатора 1 увеличивается, а истота резонатора 2 падает. В диапазоне входных j Т (Т*+Ь (T"" — входное воздействие, которому при стабилизации суммы частот сом о ответствует разность частот fl — fz, минимальное приращение входного воздействия, которому соответствует квант частоты Л) датчик работает в режиме стабилизации суммы частот 2/о. На вход блока сравнения 11 приходит сигнал изменившейся суммы частот

f<+f> и блок сравнения 11 выдает сигнал на исполнительный элемент 5, который через силовое воздействие на резонаторы 1, 2 отрабатывает текущую сумму частот до тех пор, пока она не примет начальное значение 2fp. На выход датчика поступает разность частот резонаторов fl — f2 со смесителя 8 через избирательный усилитель 9, блок масштабного коэффициента 22 и сумматор 23.

Диапазон датчика при работе в режиме ста билизации суммы частот 21о при измерении малых входных сигналов с высокой точностью ограничен натяжением Т„и„резонатора, при котором он перестает устойчиво колебаться и равен Т+, Т+ = 4То — 4 1 То7 мин

Входному воздействию

Т =4То — 4 7о7мин =- Т" +о (1) соответствует разность f I — Я +Л при режиме ста билизации суммы частот.

При достижении входным воздействием значения Т*+Ь на оба входа блока совпадения 16 приходят одинаковые сигналы fl— — / +А с блока выделения модуля разности частот и первого выхода опорного генератора

17. Блок совпадения 16 выдает управляющий сигнал на триггер 19, который переводит релейный элемент в состояние, когда замкнут

его второй контакт и на силовой исполнительный элемент замкнута цепь стабилизации разности частот f I — f2, соответствующей входному воздействию Т". При дальнейшем увеличениями входного сигнала работает цепь

Ф Ф стабилизации, разности частот f I — f>. С выхода вычитающего блока 20 сигнал .прира40

55 б0 б5 щения текучей суммы частот к начальной fl+

+>о — 2/о через блок 21 масштабного коэффициента поступает на сумматор. На второй вход сумматора приходит постоянный сигнал о э стабилизируемой разности частот fI — f2 через блок 22 масштабного коэффициента.

Диандазон измерения при стабилизации разности частот ограничен максимально допустимым натяжением резонатора T„»,. Полный диапазон измерения в предлатаемом датчике складывается из диапазона измерения при стаоилизации суммы частот плюс диапазон измерения при стабилизации разности частот. Полный диапазон Т равен

Т вЂ” .=- 47,— 4 /Т,Т „„— о) X т о

Х Y Тмаис -Г- Тмин

Ут, 4То

Входному воздействию Т= Т" — Ь соответствует текущая сумма частот f I+f2 — — 2fо — Л при режиме стабилизации разности частот

Ф о

fi — fz

При уменьшении входного воздействия, когда оно принимает значение Т* — Ь, на ооа входа блока совпадения 18 приходят одинаковые сигналы 2/о — Л с выхода суммы частот смесителя и второго выхода опорного генератора 17. Блок совпадения 18 выдает управляющий сигнал на триггер, который переводит релейный элемент в начальное состояние, когда на силовой исполнительный элемент замкнута цепь стабилизации суммы частот резоIIa OPOII 2fp, Предмет изобретени я

Дифференциальный частотный датчик, содержащий системы возбуждения двух резонаторов, соединенных через инерционную массу и подключенных к цепям двух автогенераторов, выходами связанных с входами смесителя частот, выход разности частот которого соединен с входом первого избирательного усилителя, выход суммы частот через второй избирательный усилитель — с первым входом основного блока сравнения и первым входом вычитающего блока, вторым входом связанного с первым выходом основного опорного генератора и вторым входом блока сравнения, и силовой иополнительный элемент, связанный с вторым резонатором, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью расширения диапазона преобразуемых величин, он снабжен блоком выделения модуля разности частот, двумя блоками совпадения, дополнительными блоком сравнения и опорным генератором, двумя блоками масштабных коэффициентов, сумматором, триггером и релейным элементом, неподв и>кные;контакты которого соединены с выходами основного и дополнительного блоков сравнения, подвижный контакт — с управляющим входом силового исполнитель486930

A ) !

Г а

1 — !

I

1 (I

1 !

Составитель В. Лифшиц

Техред Е. Подурушииа

1зедактор С. Хсйфиц

Корректор Л. Орлова

Заказ 29!7,7 Изд. ЛЪ 1714 Тираж 902 Подписное

Ц1-1Е!!!1!! осударствеиного комитета Спвсзга Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типографии, пр. Сапунова, 2 ного элемента, управляющие входы через триггер — с выходами блоков совпадения, неpHbliHH входами подключенных к выходам дополнительного опорного генератора, вторым входом второго блока совпадения — к выходу второго избирательного усилителя, вторым входом первого олока совпадения — к первому входу дополнительного блока сравнения и через блок выделения модуля разности частог — к выходу первого избирательного усилителя, входу второго блока масштабных коэффициентом, выход которого подключен к второму входу сумматора, первым входом

5 через первый блок масштабных коэффициентов связанного с выходом вычитающего блока, причем второй вход дополнительного блока сравнения связан с вторым выходом основного опорного генератора.