Быстродействующий экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 270577 (21) 2490311/18-21

Союз Советских

Социалистических

Республик о>661763 (S>)W g,2

Н 03 К 5/20 с присоединением заявки Но

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621. 376 (088.8) Опубликовано 0505.79. Бюллетень Hо 17

Дата опубликования описания 0505.79 (72) Автсрь|

ИЗОбретения Ф. Б. Гриневич, М.Н.Сурду и В.М.Могилевский м

4 (71) ЗаязйтЕЛЬ Институт электродинамики АН Украинской CCP (54 ) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИИ ЭКСТРЕМУМ-ДЕТЕКТОР

ЦИФРОВОГО ЭКСТРЕМАЛЬНОГО МОСТА

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к сбласти электроизмерительной техники, а имен,,но, к измерению параметров комплексных сопротивлений (проводимостей).

Известны экстремум-детекторы (ЭД), позволяющие выделять и анализировать изменения амплитуды выходного сигнала мостовой измерительной цепи (МИЦ) за время, равное периоду напряжения питания. Устройство, построенное по этому .способу, содержит квадратурный фаэовращатель, два квадратора, сумматор, корнеизвлекающее устройство и анализатор приращений (1). Быстродействие этого устройства определяется инерционностью квадратурного фаэовращателя.

Недостатком такого устройства является малая помехоустойчивость по отношению к сигналам высших гармоник напряжения питания, содержащихся в выходном напряжении МИЦ иэ-за наличия нелинейностей в элементах измерительной цепи. . 25

Известен также быстродействующий

ЭД, содержащий фазовращатель, два квадратора, два интегратора, сумматор, арифметическое устройство и ана- 3р лизатор приращений (2).

Это устройство обладает следующими" недостатками: неидентичность интеграторов и квадраторов приводит к появлению зависимости выходного сигнала экстремум-детектора от фазы его входного сигнала. Так как экстремальный мост уравновешивается по изменениям амплитуды выходного сигнала измерительной цепи, то указанное обстоятельство может привести к нарушению работы системы уравновешивания;наличие двух интеграторов и двух квадраторов приводит к существенному усложнению устройства, Целью иэобретейия является уменьшение погрешности преобразования °

Эта цель достигается тем, что бы"тродействующйй экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока, содержащий последовательно включенные интегратор, квадратор, сумматор, блок для извлечения корня и анализатор приращений, снабжен ключом и запоминающим устройством, причем выход квадратора через последовательно соединенные ключ и запоминающее устройство соединен со вторым входом сумматора.

На фиг.1 изображена блок-схема пред-. лагаемого ЭД; на фиг.2 — интервалы

661763 интегрчрования в предлагаемом ЭД.

ЭД содержит интегратор 1, квадратор 2, запоминающее устройство 3, сумматор 4, блок для извлечения корня 5, анализатор приращений б, ключ 7, мостовую цепь (МИЦ) 8 и блок управления ,9.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства °

Пусть выходное напряжение NHEJ содержит полезный сигнал U>sin Ю„1 +

+ЧР) и сигналы четных гармоник. В 10 момент t (фиг.2) по сигналу с Бу 9 интегратор 1 начинает интегрировать выходное напряжение МИЦ 8. В момент

t =t +-2 - интегратор прекращает интегрйфовать и размыкается ключ 7. Напри-15 жение на выходе интегратора 1 в момент Й4. будет описываться выражением

t1

0 Й„) = . ) Нэ„(И сК=О,К„соэЧ о Напряжение на выходе квадратора при этом будет

2 1 = 2 jU„(4„)) = К2)<„u Р СО5 Ч, где 1 — постоянная времени интегратора, К вЂ” коэффициент передачи интег1 ратора, причем

2 к 30

2 7.< 00, мрt + Vp- фаэ а входного напряжения

ЭД в момент начала интегрирования, В течение интервала времени ключ 7 замкнут сигналом с Бу 9. По- 35 этому на выходе запоминающего устройства 3 установится йапряжение, равное выходному напряжению квадратора

2 2 2

Оз К К„0Р соэ Чу

В момент, ключ 7 размыкается и отключает вход запоминающего устройства 3 от выхода квадратора 2. После

Этого по команде Бу 9 в течение интервала времени „ — t< производится разряд конденсатора интегратора 1. 45

В момент 1 = t + < Tp интегратор 1

3 вновь начинает интегрировать выходное напряжение МИЦ.

В момент t3= 12+ < Tp интегрирова ние выходного сигйала прекращаетсй, 50

Напряжение на выходе интегратора 1 в этот момент будет равно 3

О1из)= с уцВ (ИЖ=Х О 91пЧ

И будет; сохраняться в интервале времейи 1 — t<, в течение которого и производится анализ изменения амплитуды выходного сигнала МИЦ анализато- ром приращений 6.

Напряжение на выходах квадратора

2, сумматора 4 и блока для и. влечения корня 5 в этом интервале будут описываться выражениями:

К„U р э1п Ч ;

2 1 2

О4=К.(О +u iК

4 2 3 Z 1 р 41

u,=ê, Б =к„к, -/к к и, К,, К вЂ” коэффициенты преобразОвания соответствующих блоков ЭД, Из приведенного выше следует, что предлагаемый ЭД позволяет определить амплитуду полезного сигнала

МИЦ за время равное — Т р. При этом ф выходной сигнал ЭД не зависит от амплитуды сигналов четных гармоник выходном напряжении МИЦ.

Так: как относительная погрешность запоминающего устройства может быть получена на порядок-меньше, чем относительная погрешность квадратора, то изменения фазы входного сигнала ЭД не приведут к сколь-нибудь существенным изменениям его выходного сиг нала, а следовательно, не будут нарушать работу моста.

Таким образом предлагаемое устройстйо по сравнению с прототипом существенно проще в реализации и надежнее в работе, Формула изобретения

Быстродействующий экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока, содержащий последовательно включенные интегратор, квадра тор, сумматор, блок для извлечения корня и анализатор приращений, о т л и ч а ю шийся тем, что,с целью уменьшения погрешности преобразования, он снабжен ключом и запоминающим устройством, причем. выход квадратора через последовательно соединенные ключ и запоминающее ycrðîéñòâo соединен со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 198451, кл. Н 03 К 5/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92398994/21,кл.б 01 к 17/10,,23.08.76, по которой принято положительное решение.

661763

/ (Риг. ) ?u8 2

Составитель И.Бахтина

ТехредЛ.Алферова Корректор Г.Назарова

Редактор М.Трофимова

Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 2509/63

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4