Преобразователь переменных электрических сигналов

 

б

Сеюз Советских

Сецрюапистическик

Респубннк

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Запвлеио 29.1276 (21) 2437194/

19/26 с присоединением заявки Эй(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ио делам имбретений и открытий

21.317.

Опубликовано 1504.79, Бюллете

Дата опубликования описания

8.8) (Уй) Автор изоб мтения

A. И. Клыков (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области автоматики, измерительной технике и направлено на совершенствование квантовых преобразователей для автоматизированных систем контроля и управле- 5 ния.

Известно устройство для измерения среднего значения переменного тока, содержащее два частотных датчика, две магнитные системы, предназначен- Ю ные для создания магнитных полей в зонах соответствующих частотных датчиков,.каждая из которых содержит опорную и сигнальную обмотки, причем сигнальные обмотки соединены последо- I вательно и со входом преобразователя, а опорные обмотки также соединены последовательно и с выходом стабилизатора тока, балансный модулятор, входы которого соединены с выходамт Ю частотных датчиков, а выход — со входом фильтра нижних частот, фиксатор равенства частот, формирователь импульсов, входы последних соединены с выходом фильтра нижних частот, гене- Ж ратор эталонной частоты, вход которого соединен через первый ключ со входом первого счетчика, второй счетчик, вход которого соединен с выходом фиксатора равенства частот,а выход — ЗО с управляющими входами ключей, третий счетчик, вход которого соединен через второй ключ с выходом формирователя импульсов, и два ферромагнитных экрана, служащие для защиты чувствительных элементов от внешних магнитных помех (1);

Недостатками известного устройства являются наличие погрешности преобразования, вызванной неидентичностью . усилителей обратной связи и фотодетекторов квантовых датчиков, а также неидентичностью ферромагнитных экранов, и сложность схеин преобразователя в целом.

Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования и упрощение преобразователя.

Это достигается тем, что в преобразователь переменных электрических сигналов,. содержащий ферромагнитный экран, частотный датчик, служащий для преобразования магнитного поля в частоту, магнитную систему, предназначенную для создания магнитного поля в зоне частотного датчика, которая состоит из опорной и сигнальной обмоток, вход последней соединен со входом преобразователя, стабилизатор тока, выход которого соединен с опор657361 ной обмоткой, генератор эталонной частоты, выход которого через первый ключ соединен со входом первого счетчика, второй счетчик, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, введены реверсинный счетчик и нуль-индикатор, вход 5 которого соединен со входом преобразователя, а выход — co входом второго счетчика, выход частотного датчика через второй ключ соедйнен со входом реверсивного счетчика, знаковый вход !0 которого соединен с выходом первого разряда второго счетчика.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя переменных электрических сигналов. Час- )5 тотный датчик 1 расположен в магнитной системе,2, которая состоит иэ опорной обмотки 3 и сигнальной обмотки 4, причем вход последней соединен со входом преобразователя, а вход опорной обмотки 3 — с выходом стабилизатбра 5 тока. Выход генератора 6 эталонной чг"тоты через первый ключ

7 соединен со входом первого счетчика 8, а выход этого счетчика 9 соединен с управляющими входами первого и второго ключей 7 и 10. Выход частотного датчика 1 через второй ключ 10 соединен со входом реверсивного счетчика 11 знаковый вход которого соединен с выходом первого разряда второго счетчика 9. Вход нуль-индикатора

12 соединен со входом преобразователя, а выход — со входом второго счетчика

9 . Частотный датчик 1 и магнитная система 2 .расположены н ферромагнит- 38 ном экране 13.

Принцип работы преобразователя состоит в следующем.

Опорная обмотка 3 магнитной системы 2 при протекании по ней тока до 40 от стабилизатора 5, создает опорное магнитное поле индукции Во и зоне частотного датчика 1. В исходном состоянии, при подаче сигнала Уст.О на счетчики 8, 9 и ll, они устананли- 45 ваются в исходное состояние, т.е. но всех разрядах счетчиков 8 и 11 записываются нули, а в разрядах второго счетчика 9 — единицы . При этом сигнал, снимаемый со старшего разряда второго счетчика 9, удерживает ключи 7 и 10 н закрытом состоя,нии до прихода первого импульса с выхода нуль-индикатора 12.

При протекании синусоидального входного тока 3 =3 sin%4 по сигнальной обмотке 4 магнитной системы 2, н зоне частотного датчика 1 создается дополнительное магнитное поле индукции B =Bm sink%, тогда в зоне частотного датчика 1 будет создаваться сум- 60 марное магнитное иоле индукции В равной Е = 1 о гн з " 1 .

После снятия сигнала уст.О в момент времени, когда входной сигнал 65 равен нулю, нуль-индикатор 12 вырабатывает импульс, которым переводятся все разряды второго счетчика 9 в нулевое состояние, при этом сигнал с его старшего разряда открывает ключи

7 и 10, а с выхода первого раз .ща поступает сигнал на сложение реверсивному счетчику 11. Через время, равное половине периода входного сигнала, на выходе нуль-индикатора 12 снова формируется импульс, который переводит первый разряд счетчика 9 в единичное состояние, при этом с его выхода подается сигнал на вычитание реверсивному счетчику 11.

Далее циклы повторяются до тех пор пока старший разряд второго счетчика

9 не будет в единичном состоянии, при этом сигналом с его старшего разряда закрываются ключи 7 и 10 и измерение заканчивается.

Таким образом число периодов сигнала с выхода частотного датчика 1 во время положительного полупериода входного сигнала складываются, а во время отрицат ельного — нычитаютс я.

Время измерения при этом равно целому числу периодон измеряемого сигнала, которое подсчитывается первым счетчиком 8.

Частота f (t) сигнала на выходе частотного датчика 1 но время положительного полупериода входного сигнала будет равна

fd(+)=K(В Фв !81ияа!) где К вЂ” коэффициент преобразовани я магнитного поля в частоту для частотного датчика, а частота f< (t) сигнала на выходе частотного датчика 1 но время отрицательного полупериода нходного сигнала будет равна

f H) =К(в В Ig1n Я+,/ 7.

IIo окончании периода входного сигналаа н а выходе реверсивного. счетчик а

11 будет код, равный числу периодов раэностной частоты

Ьf И) =К1 И)-f Ю, равной

Ь f(<)=2КВ„„IS1ti R+ I =2KG>„I )g1nat I, где С — магнитная постоянная сигнальной обмотки 4.

Время измерения или число периодов входного сигнала, в течение которого подсчитываются периоды сигнала с выхода частотного датчика 1 на реверсинном счетчике 11, занисит от заданной точности измерения.

Отнсшение кода, зафиксированного в реверсивном счетчике 11, к коду, зафиксированному первым счетчиком 8, прямо пропорционально амплитуде или среднему значению контролируемого сигнала, а отношение кода второго счетчика 9 к коду первого счетчика 8 величине его частоты.

361

Формула изобретения

Составитель О. Богомолов

Редактор A. Каменская Техред O.Àíäðåéêî Корректор О. Билак

Тираж 1089 Подписное

Щ1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 1785/44

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 657

Отношение кодов может быть реализовано одним из известных способов: с использованием вычислительной машины, с использованием номограмм и т.п.

Технико-экономический эффект от использования изобретения состоит в увеличении точности преобразования и в уменьшении стоимости и габаритов преобразователя. Использование только одного частотного датчика, одной магнитной системы и одного ферромагнитного экрана позволяет уменьшить составляющую погрешности, обусловленную неидентичностью характеристик усилителей обратной связи, фотодетекторов и ферромагнитных экранов, а также уменьшить вес, габариты и стси мост ь пр е образ ов ат ел я при мерн о в два раза.

Преобразователь переменных элект Рических сигналов, содержащий ферромагнитный экран, частотный датчик, служащий для преобразования магнитного поля в частоту, магнитную систему, 25 предназначенную для создания магнит= ного паля в зоне частотного датчика, которая состоит иэ опорной и сигнальной обмоток, вход последней соединен со входом преобразователя, стабилизатор тока, выход которого соединен с опорной обмоткой, =енератор эталонной частоты, выход которого через первый ключ соединен со входом первого счетчика, второй счетчик, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшен: я погрешности преобразования и упрощения преобразователя, в него введены реверсивный счетчик и нуль-индикатор, вход которого соединен со входом преобразователя, а выход — со входом второго счетчика, выход частотного датчика через второй ключ соединен со входом реверсивного счетчика, знаковый вход которого соединен с выходом первого разряда второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 157423, кл. G 01 R 19/02, 196?.