Селективный измеритель параметров периодических сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 691768 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.07.77(21) 2507035/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 R 19/22

Государственный каинтет

СССР на делам нзабрвтаннй

N OTKPblTNN

Опубликовано 15.10.79, Бюллетень еее 38

Дата опубликования описания 20.10.79 (53) УДК 621.317. .7 (088.8) (72) Авторы изобретенияЕ. H. Коцюба и С. Г. Таранов е

Институт электродинамики АН Украинской CCP (7!) Заявитель (54) СЕЛЕКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛCB

Изобретение относится х электроизгерительной технике, в частности к устройствам усиления, преобразования и измерения малых значений периодических токов или напряжений, например, с выхода различного рода первичных преобразователей.

Известны селективные измерители параметров периодических сигналов, содержащие модуляторный датчик, основной усилительно-преобразовательный тракт, состоящий из избирательного усилителя, выпрямителя и сумматора постоянных напряжений, корректирующий тракт, выполненный в виде прерывателя постоянных напряжений, масштабного прео бразователя, вычитаюшего устройства, дополнительных избирательного усилителя и выпрямителя, а также источник переменного тока и формирователь напряжений (11. р

Известные преобразователи имеют нестабильный коэффициент передачи.

Наиболее совершенным является селективный измеритель параметров периодических сигналов, содержащий модуляторный датчик, основной усилительнопреобразовательный тракт, состоящий из последовательно включенных первого избирательного усилителя, выпрямителя, сумматора постоянных напряжений и отсчетного устройства постоянного тока, корректирующий тракт, состоящий из последовательно соединенных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к выходу выпрямителя основного усилительно-преобразовательного тракта, первого масштабного преобразователя, первого вычитающего устройства, другим входом соединенного с выходом модуляторного датчика, 9 дополнительных контуров коррекции, каждый из которых состоит из второго избирательного усилителя, последовательно включенных второго прерывателя постоянного напряжения, второго масштабного преобразователя и второго вычитаюшего устройства, другим входом соединенного с выходом первого вычитаюшего устройст691768

30 ва корректирующего тракта, выход второго вычитаюшего устройства соединен с входом второго избирательного. усилителя последующего контура коррекции, вход второго вычитающего устройства является первым входом каждого дополнительного контура коррекции, а также источник переменного тока, первый выход которого соединен с входом модуляторного датчика, формирователь опорного напряж.ения, один вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, другой — со входом первого вычитаюшего устройства, выходом модуляторного датчика и входом первого избирательного усилителя основного усилительно-преобразовательного тракта, а выход — является вторым входом дополнительного контура коррекции и подключен к управляющему входу первого прерывателя постоянных напряжений и к управляющему входу второго прерывателя постоянных напряжений, являющемуся третьим входом дополнительного контура коррекции, первым выходом

25 которого является выход второго прерывателя постоянных напряжений, соединенный с соответствующим входом сумматора переменных напряжений, другие входы которого соединены с первыми входами последующих дополнительных контуров коррекции, выход сумматора переменных напряжений подключен к отсчетному устройству переменного тока (2), Недостатком известного устройства

35 является невысокая стабильность коэффициента передачи.

Пель изобретения — повышение стабильности коэффициента передачи устройства при сохранении избирательности, Данная цель достигается тем, что в селективном измерителе параметров периодических сигналов, содержащем моду ляторный датчик, основной усилительнопреобразовательный тракт, состоящий из 45 последовательно включенных первого избирательного усилителя, выпрямителя, сумматора постоянных напряжений и отсчетного устройства постоянного тока, корректирующий тракт, состоящий из последовательно соединенных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к выходу выпрямителя основного усилительно-преобразовательного тракта, первого масштабного преобразователя, первого вычитаюшего устройства, друГим входом соединенного с выходом модуляторного датчика, t1 дополнительных контуров коррекции, каждый из которых состоит из второго избирательного усилителя, последовательно вклкченных второго прерывателя постоянного напряжения, второго масштабного преобразователя и второго вычитающего устройства, другим входом соединенного с выходом первого вычитающего устройства корректирующего тракта, выход второго вычитающ его устройства со единен с входомм второго избирательного усилителя последующего контура коррекции, вход второго вычитаюшего устройства является первым входом каждого контура коррекции, а также источник переменного тока, первый выход которого соединен с входом модуляторного датчика, фсрмирователь опорного напряжения, один вход которогосоединенсвторым входом источника переменного тока, другой — со входом первого вычитающего устройства, выходом модуляторного датчика и входом первого избирательного усилителя основного усилительно-преобразовательного тракта, а выход — является вторым входом дополнительного контура коррекции и подклю- . чен к управляющему входу первого прерывателя постоянных напряжений и к управляющему входу второго прерывателя постоянных напряжений, являющемуся третьим входом дополнительного контура коррекции, первым выходом которого является выход второго прерывателя постоянных напряжений, соединенный с соответствующим входом сумматора переменных напряжений, другие входы которого соединены с первыми выходами последующих дополнительных контуров коррекции, выход сумматора переменных напряжений подключен к отсчетному устройству переменного тока, каждый дополнительный контур коррекции снабжен фазочувствительным выпрямителем, первый вход которого соединен с избирательным усилителем этого же дополнительного контура коррекции, второй вход — с формирователем опорного напряжения, а выход, являющийся вторым выходом дополнительного контура коррекции, подключен к одному из входов второго прерывателя постоянных напряжений и одному из входов сумматора постоянных напряжений, другие входы которого соединены с вторыми выходами последующих дополнительных контуров коррекции, выход второго вычитаюшего устройства, являющийся третьим выходом каждого дополнительного контура коррекции, соединен с первым входом последующего дополнительного контура кор «к пни, 69Д768 \ 11.)(ë :ëíèé вх.>д сумматора постоянных напряжений подключен к третьему выходу последнего дополнительного контура коррекции.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже. Селективный измеритель параметров периодических сигналов содержит модуляторный датчик 1, основной усилительно-преобразовательный тракт, состоящий из последовательно включенных избирательного усилителя 2, выпрямителя 3, сумматора постоянных напряжений 4 и отсчетного устройства постоянного тока 5, и корректирующий тракт,!5 состоящий из последовательно соединенных прерывателя постоянного напряжения

6, вход которого подключен к выпрямителю 3, масштабного преобразователя 7, вычитаюшего устройства 8, другим вхо- 20 дом соединенного с Модуляторным датчиком 1 и избирательным усилителем 2, а выходом — с последовательно соединенными избирательным усилителем 9, фазочувствительным выпрямителем 10, пре25 рывателем постоянных напряжений 11, масштабным преобразователем 12 и вычи таюшим устройством 13, другим входом соединенного с вычитаюшим устройством

8 и избирательным усилителем 9. В сос-, 30 тав измерителя также входят дополнительные, минимум один, контуры коррекции, каждый из которых аналогичен элементам блок-схемы и их связям внутри пунктирного прямоугольника. Кроме того, в блок- 35 схему устройства входит источник переменного тока 14, формирователь опорных напряжений 15, а также сумматор переменных напряжений 16 и отсчетное уст40 ройство переменного тока 17.

Работа устройства происходит следующим образом. Периодический сигнал с выхода модуляторного датчика 1, поступает в основной усилительно-преобразо45 вательный тракт, а также на один из входов вычитающего устройства 8 тракта . коррекции. В основном тракте выделяется, усиливается и выпрямляется; например первая гармоника входного сигнала, 7

50 на которую настроен избирательный усилитель 2. Постоянное напряжение после выпрямителя 3 поступает на сумматор постоянных напряжений 4, к выходу которого подключено отсчетное устройство пос55 тоянного тока 5, и одновременно в тракт коррекции на вход прерывателя постоянного напряжения 6, управляемого напряжением по частоте и фазе совпадающим с

Ф выходным сигналом датчика 1. Управляющее напряжение снимается с выхода формирователя опорных напряжений 15, па вход которого поступают сигналы с источника переменного тока 14 и выхода модуляционного датчика 1. Переменная составлякяцая прямоугольного напряжения с выхода прерывателя 6 поступает на сумматор переменных напряжений 16, после которого она отсчитывается соответственно отсчетным устройством переменного тока 17 и одновременно через масштабный преобразователь 7, коэффициент передачи которого выбирается равным обратному значению номинального коэффициента преобразования основного усилительно-преобразовательного тракта, подается на вход вычитаюшего устройстве

8, на другой вход которого поступает .входной сигнал. Сигналы на входах вычитаюшего устройства 8 сравниваются по первым гармоникам — при равенстве коэффициента передачи основного селективного тракта своему номинальному значению в выходном сигнале вычитающего устройства 8 напряжение первой гармоники отсутствует. Соответственно отсутствует сигнал и на выходе избирательного. усилителя 2, настроенного на первую гармони ку, и на выходе фазочувствительного выпрямителя 10. При отклонении К, от номинального значения Кст 4 на выходе фазочувствительного выпрямителя 14 появится постоянное напряжение — первая поправка, которое при К К или

К т< К тл,, соответственно вычтется от отн либо сложится с выходным напряжением выпрямителя 3. Аналогично в дополнительных контурах коррекции сформируются напряжения — последующие поправки, которые также алгебраически просуммируются с выходным сигналом основного усилительно-преобразовательного тракта. На входы всех последующих контуров коррекции подаются напряжения с выходов сравниваемых устройств предыдущих контуров коррекции, а выходы всех контуров по постоянному и переменному сигналу соединены соответственно с сумматорами постоянных и переменных напряжений, причем прерыватели постоянных напряжений всех контуров коррекции управляются напряжением с выхода формирователя 15.

Относительная мультипликативная погрешность устройства у е ьшается в Кст раз по сравнению с погрешностью ос. новного тракта, где 1 - число каналов, а К eT— величина, эквивалентная глубине К (3 об69176>

10!

Зо

Зо

40

7 ратной связи. Введение корректирующих воздействий в устройстве не уменьшает коэффициента передачи и, тем самым, не расширяет полосу пропускания.

Таким образом, путем использования в каждом дополнительном хонтуре коррекции фазочувствительного выпрямителя, первый вход которого соединеч с избирательным усилителем, второй. вход — с формирователем опорного напряжения, а выход — с преобразователем постоянного напряжения в переменное и с одним из входов сумматора постоянных напряжений и, кроме того, соединением каждого вычитающего устройства в основном и дополййтельном каналах одним входом с избирательным усилителем этого же канала, а выходом — с избирательным усилителем последующего контура коррекции, реализуется возможность повышения стабильности коэффициента передачи устройства при сохранении его избирательности. формула изобретения

Селективный измеритель параметров периодических сигналов, содержащий мо. дуляторный датчик, основной усилительнопреобразовательный тракт, состоящий из последовательно включенных первого избирательного усилителя; выпрямителя, сгуйматора постоянных напряжений и отсчетного устройства постоянного тока, корректирующий тракт, состоящий из по следовательно соединенных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к выходу выпрямите ля основного усилительно-преобразовательного тракта, первого масштабного преобразователя, первого вычитающего устройства, другим входом соединенного с выходом модуляторного датчика, И дополнительных контуров коррекции, каждый иэ которых состоит из второго избирательного усипителя, посЛедовательйо включенйьгх второго прер*ывателя постоянного напряжения, второго масштабного преобразователя и второго вычитающего устройства, друт им -входом соединенного с выходом первого вычитающего устройства корректирующего тракта, выход второго вычитающего устройства соединен с вхо. дом второго избирательного усилителя последующего контура коррекции, вход второГо вычитающего устройства являет ся первым входом каждого контура коррекции, а также источник г|еременного тоха, первый выход которого соединен с входом модуляторного датчика, формирователь опорного напряжения, один вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, другой - со входом первого вычитающего устройства, выходом модуляторного датчика и входом первого избирательного усилителя основного усилительно-преобразовательного тракта, а выход — является вторым входом дополнительного контура коррекции и подключен к управляющему входу первого прерывателя постоянных напряжений и к управляющему входу второго прерывателя постоянных напряжений, являющемуся третьиМ входом дополнительного хонтура коррекции, первым выходом которого является выход второго прерывателя постоянных напряжений, соединенный с соот. ветствующим входом сумматора переменных напряжений, другие входы которого соединены с первыми выходами контуров коррекции, выход сумматора переменных напряжений подключен х отсчетному устройству перемейного тоха, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи устройства при сохранении избирательности, каждый дополнительный контур хоррекции снабжен фаэочувствительным выпрямителем, первый вход которого соединен с избирательным усилителем этого же дополнительного контура коррекции, второй вход — с формирователем опорного напряжения, а выход, являющийся вторым выходом дополнительного контура коррекции, подключен к одному из входов второго прерывателя постоянных напряжений и одному иэ входов сумматора постоянных напряжений, другие входы которого соединены с вторыми выходами последующих дополнительных контуров коррекции, выход второго вычитающего устройства, являющийся третьим выходом каждого дополнительного контура коррекции, соединен с первым входом последующего дополнительного контура коррекции, а последний вход сумматора постоянных напряжений подключен к третьему выходу последнего дополнительного контура коррехции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 344371, кл. G Ol R 19/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

% 662874, кл. G 01 В 19/00, 1979.

Составитель В. Ваганов

Редактор И, Мепуришвили Техред Л. Алферова Корректор F. Лукач

Закаэ 6207/35 Тираж 1090 Подписное

1И1ИИГ!И Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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