Селективный измеритель параметров сложных колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскии

Сециалистичвскии республик

oi) 662874 n yz ф Ц яру, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 071276 (21) 2427507/18-21 (5f)М. Кл.

Cj 01R 19/00

С 01 R 19/22 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

ССС.P но делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.0579. Бюллетень Hо 18

Дата опубликования описания 150579 (53) УДК 621 317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.Р.Коцюба и .С.Г.1аранов

Институт электродинамики AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) CEllEKTHBBHA ИЗИЕРИ1ЕЛЬ IIAPANETPOB

СЛОЖНЫХ КОЛЕБЙНИ Й I

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к области точного усиления и измерения малых значений сложных колебаний, например, с выхода различного рода первичных преобразователей, где информативным параметром является, например, амплитуда основной гармоники..

Известны устройства для измерения малых значений различных физических величин с выделением первой гармоники при помощи селективного тракта, содержащего избирательный усилитель, настроенный на частоту этой гармоники fl) .

Известные устройства имеют невысокую точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является селективный измеритель пара- 20 метров сложных сигналов, содержащий основной преобразовательный тракт, состоящий из подледовательнб включенных первого збирательного усилителя, первого выпрямителя и сумматора постоянных напряжений, корректирующий тракт, состоящий иэ последовательно соединенных первого прерыва" теля постоянного напряжения, вход которого подключен к первому выпрямителю, первого масштабного преобразователя и первого вычитающего блока, другим входом соединенного с модуляционным датчиком, и последовательно соединенных второго избирательного усилителя и второго выпрямителя, подключенного к сумматору постоянных напряжений, а также измерительный прибор постоянного тока, включенный на выходе сумматора, источник переменного тока, соединенный с модуляционным датчиком, и формирователь напряжений, один вход которого связан с источником переменного тока, другой — с входом первого вычитающего блока, а выход - с первым прерывателем постоянного напряжения (2), Повышение точности в этом измерителе связано с потерей устойчивости, поскольку достижение высокого класса точности обеспечивается большими значениями коэффициента передачи корректирующего тракта, выполнение этого условия приводит к усложнению схемы.

11елью изобретения является повьквение точности измерения.

Для достижения этой цели в селек тивный иэмеритель параметров сложных О тающего блока 9, вычитающий блок 10, избирательный усилитель 11, выпрямитель 12, прерыватель постоянного напряжения 13, масштабный преобра" зователь 14. В состав измерителя также входят дополнительные, минимум один, контуры коррекции, первый иэ которых состоит из последовательно включенных дополнительного вычи« тающего блока 15, избирательного усилителя 16, выпрямителя 17, дополнительного прерывателя постоянных напряжений 18 и дополнительного масштабного преобразователя 19. Кроме того, в измеритель входят источник переменного сигнала 20, формирователь опорных напряжений 21, измерительный прибор постоянного сигнала

22, а также сумматор переменных напряжений 23, измерительный прибор переменного сигнала 24 и п дополни30 тельных контуров коррекции, построение которых аналогично построению первого контура коррекции.

Работает селективный измеритель следующим образом.

Сложное колебание с выход модуляционного датчика 1 поступает на один иэ входов вычитающего блока

9, с выхода которого подается в основной преобразовательный тракт 2.

В основном тракте выделяется, усиливается и выпрямляется требуемая (чаще всего первая) гармоника входного колебания, на которую настроен избирательный усилитель 3. Постоянное напряжение после выпрямителя 4 поступает на сумматор постоячных напряжез 66 колебаний, содержащий модуляционный датчик, основной преобразователь тракта, состоящий из последовательно включенных первого избирательного усилителя, первого выпрямителя и .сумматора постоянных напряжений, корректирующий тракт, состоящий из последовательно соединенных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к первому выпрямителю, первого масштабного преобраэователя и первого вычитающего блока, другим входом соединенного с модуляционным датчиком, и последовательно соединенных второго избирательного усилителя и второго выпрямителя, подключенного к сумматору постоянных напряжений, а также измерительный прибор постоянного тока, включенный на выходе сумматора, источник переменного тока, соединенный с модуляционным датчиком, и .формирователь напряжений, один вход которого связан с источником переменного то-,ка, другой - с входом первого вычи тающего блока, а выход - с первым преривателем постоянного напряжения, введены последовательно соединенные второй прерыватель постоянного йапряжения, входом подключенный к выходу корректирующего тракта, второй масш табный преобразователь и второй вычитающий блок, другой вход которого соединен с выходом первого вычитающего блока и входом первого избирательного усилителя, а выход - с вторым избирательным усилителем. Кроме того, в предлагаемый измеритель введены tl дополнительных контуров коррекции, каждый из которых состоит из последовательно включенных дополнительного избирательного усилителя, дополнительного выпрямителя, допол нительного прерывателя постоянного напряжения, дополнительного масштабно го йреобраэователя и дополнительного вычитающего блока, другим входом соединенного с .выходом вычитающего блока предыдущего контура коррекции, а выходом - с дополнительным избирательным усилителем данного контура коррекции и с входом вычитающего блока последующего контура коррекции, а также последовательно соединенные сумматор переменных напряжений и измерительный прибор пе еменного сигнала. Причем выходы рерывателей осйовного и всех корректирующих контуров соединены с сумматором переменных напряжений, выходы выпрямителей всех дополнительных корректирующих контуров соединены с сумматором постоянных напряжений, а управляющие входы прерывателей постоянных напряжений всех дополнительных корректирующих контуров соединены с выходом формирователя опорных напряжений.

На чертеже приведена функциональная схема селективного измерителя.

Селективный измеритель параметров сложных колебаний содержит модуляционный датчик 1, основной преобразовательный тракт 2, состоящий из последовательно включенных избирательного усилителя 3; выпрямителя 4 и сумматора постоянных напряжений 5, корректирующий тракт 6, состоящий из последовательно соединенных прерывателя постоянного напряжения 7, масштабного преобразователя 8, вычиний 5, на выходе которого включен измерительный прибор постоянного сигнала 22, и одновременно в тракт коррекции 6 на вход прерывателя постоянного напряжения 7, управляемого напря>кением, по частоте и фазе совпадающим с выходным сигналом датчика 1.

Управляющее напряжение снимается с выхода формирователя опорных напряже55 ний 21, на вход которого поступают, сигналы с источника переменного сигнала 20 и выхода модуляционного датчика 1. Переменная составляющая прямоугольного напряжения с выхода

0 прерывателя 7 поступает,уа сумматор переменных напряжений 2У, после которого измеряется соответственно прибором переменного сигнала 24, и одновременно через масштабный преобразователь 8 на вход вычитающего блока 9. Таким образом, прерыватель б62874 переменного напряжения 7, масштабный преобразователь 8 и вычитающий блок 9 включены в цепь отрицательной обратной связи 00С) с выхода выпрямителя 4 на вход избирательного усилителя 8, т.е. представляют собой элементы тракта коррекции, стабилизирующие коэффициент передачи основного избирательного усилителя 3 и выпрямителя 4.

Напряжение недокомпенсации с входа избирательного усилителя 3 поступает в избирательный усилитель 11 и выпрямитель 12, которые охвачены цепью ООС, состоящей из прерывателя постоянного напряжения 13, масштабног преобразователя 14 и вычитающего блока 10, которая стабилизирует коэффициент передачи избирательного усилителя ll и выпрямителя 12. Напряжение недокомпенсации с выхода вычитающего устройства 10 поступает в дополнительный контур коррекции. На входы всех последующих контуров коррекции подаются напряжения недокомпенсации предыдущих контуров коррекции, а выхсдъ всех контуров по постоянному и переменному сигналам соединены соответственно с сумматорами постоянных и переменных напряжений, причем прерыватели постоянных напряжений всех контуров коррекции управляются на пряжением с выхода формирователя. 21.

Таким образом, путем введения корректирующих сигналов через допол-. нительные контуры осуществляется уменьшение временных и температурных нестабильностей селективного усилительно-преобразовательного устройст- . ва. Если принять что /1 — мульти„, пликативная погрешность основного тракта, К1 и ф1 — его коэффициент передачи и коэффициент передачи цепи ООС, g q, К < и f5< — соответственно мультипликативная погреш- ность, коэффициенты передачи -ro контура коррекции и его цепи 0UC, то выражение для мультипликативной погрешности предлагаемого измерите- ля при ri контурах коррекции имеет вид

Выражение показывает, что погрешность, обусловленная каналами коррекции, уменьшается в (К /Ь;)" раз и с увеличением числа каналов и теоретически может быть снижена до сколь угодно малой величины. Практически часто достаточными являются значения

П 3 и К p = 10, соответствующие уменьшению погрешности и в 10 раз, при этом существенно, что увеличенйе значения К дяя каждого канала в несколько раз не представляет затруднений.

Формула изобретения

Селективный измеритель параметров сложных колебаний, содержащий модуляционный датчик, основной преобразовательный тракт, состоящий из

5 последовательно включенных первого избирйтельного усилителя, первого выпрямителя и сумматора постоянных . напряжений, корректирующий тракт, состоящий из последовательно соедин ненных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к первому выпрямителю,первогб масштабного преобразователя, первого вычитающего блока, другим входом соединенного с модуляционный датчиком, и последовательно соединенных второго избирательного усилителя и второго выпрямителя, подключенного к сумматору постоянных на20 пряжений, а также измерительный прибор постоянного тока, включенный на выходе сумматора, источник переменного тока, соединенный с модуляционным датчиком, и формирователь напряжений, один вход которого связан с

25 источником переменного тока, другойс входом первбго Вычйтающего блока, а выход - с первым прерывателем постоянного напряжения, о т л и ч а ющ и и с. я тем, что, с целью повы30 шения точности измерения, в него введены последовательно соединенные второй прерыватель постоянного напряжения, входом подключенный к выходу корректирующего тракта, второй

35 масштабный преобразователь и второй вычитающий блок, другой вход которогосоединен с выходом первого вычитающего блока и входом первого избирательного усилителя,а выход — с вторым из«

4О бирательным усилителем и и дополни тельных контуров. коррекции, каждый из которых состоит из последовательно, включенных дополнительного избирательного усилителя, дополнительного выпря45 мителя,дополнительного прерывателя постоянного напряжения, дополнительного масштабного преобразователя и дополнительного вычитающего блока,другим входом соединенного с выходом вычитающего блока предыдущего контура

50 коррекции, а выходом — с дополнительным избирательным усилителем данного контура коррекции и с входом вычитающего блока последующего контура коррекции, а также последовательно

55 соединенные сумматор переменных напряжений и измерительный прибор переменного сигнала, причем выходы прерывателей основного и всех КорреКтирующих контуров соединены с сумматором переменных найряжений, выходы выпрямителей всех дополнительных корректирующих контуров соединены с сумматором постоянных напряжений, а управляющие входы прерывателей постоянных напряжений всех дополнитель55 ных корректирующих контуров соедине7 ны с выходом формирователя опорных напряжений.

Источники информации, принятые. ао внимание при экспертизе

662674

l. авторское свидетельство

9 344371, кл, Q 01 Я 19/22, 1974.

2. авторское свидетельство

9 245211, кл. С 01% 19/22, 1969.

Составитель В.Баганов

Редактор Т..пруцкова Техред З.Фанта Корректор Н.Сте

Заказ 2691/47 Тираж 1089 Подписное

ЦнИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раущская наб. < д.4/5

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