Частотный датчик

 

ве теитнв те «, е эМяимте <, >РАЙ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii> 765743 (61) Дополнительное и авт. свид-ву(22) Заявлено 060977 (21) 2522798/18-21 с присоединениелл заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 230980,Бюллетень тчо 35

Дата опубликования описания 25. 09. 80

\ (51)М. Кл.з

ß 01 Â 23/14

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317, .3(088,8) (72) Авторы изобретения

В. И. Лобан и В. И. Сергеев (71) Заявитель

Ленинградский политехнический институт им.М.И.Калинина (5 4 ) ЧАС 1ОТНЫИ,ЦА1 ЧИК

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Иэнестен частотный датчик, содержащий два управляемых и два неуправляемых генератора, подключенных сост- 5 ветствующим образом ко входам смесителей, на выходе одного из которых установлен фильтр нижних частот, а на выходе другого — полосовой фильтр

И.

Недостатком данного датчика является то, Что он не может быть использован для измерения средних значений изменяющихся величин при значительной амплитуде переменной f5 составляющей (или постоянных величин с наложенней помехой), так как невозможно снизить смещение среднего значения, обусловленное нелинейностью характеристики, несмотря на линеа- 20 ризацию статической характеристики.

Смещение среднего значения остается таким же, как у.отдельного управляемого генератора, и носит аддитивный характер, возрастая с уменьшением измеряемого параметра по гиперболе.

Иэ известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является 30 частотный датчик, содержащий два дифференциально управляемых генератора, подключенные ко входам одного смесителя, на выходе которого установлены фильтр нижних частот и полосовой фильтр, второй смеситель и неуправляемый генератор, подключенный к одному иэ входов нторого смесителя, другой вход которого через первый полосовой фильтр связан с выходом первого смесителя, счетчик импульсов, на выходе которого установлено ключевое устройство, один из входов. которого через второй полосовой фильтр и дискретный делитель частоты связан с ныходом второго смесителя, а другой вход через фильтр нижних частот связан с выходом первого смесителя 121 .

Однако в данном устройстве снижается стабильность характеристики при удовлетворении условию линеариэации. Понижение стабильности характеристики янляется следствием различной относительной нестабильности начальной частоты двух симметричных управляемых генераторов, с одной стороны, и частоты неуправляемого генератора, с другой стороны.

765743

Цель изобретения - повысить ста= бильность характеристики преобразования.

Это достигается тем, что в частотный датчик, содержащий два управляемых генератора, входы которых подключены к входным шинам, а выходы соединены со входами первого смесителя, один выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, а второй - со входом первого полосового фильтра, и неуправляемый генератор, выход которого соединен с первым входом второго смесителя, выход которогб подключен к входу второго полосового фильтра, причем выходы фильтра нижних частот и второго полосово- t$ го фильтра соединены со входами измерителя отношения частот, введен делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, а выход подключен ко второ- „ ф му входу второго смесителя.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Датчик состоит из управляемых измеряемой величиной генераторов 1 и 2, неуправляемого генератора 3, первого смесителя 4, полосового фильтра 5 и фильтра нижних частот б, делителя частоты 7, второго смесителя 8, полосового фильтра 9, дискретного делителя частоты 10, ключа 11 .и счетчика импульсов 12. Последние три элемента образуют измеритель 13 от" ношения частот, в качестве которого могут быть, например, использованы промышленный частотомер или многофун- ЗЗ кциональный специализированный частотомер ИИС.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием относительной измеряемой величины х частота колебаний 1 управляемого генератора 1 увеличивается, а частота 4< генератора 2 уменьшается.

Выходные напряжения управляемых генераторов 1 и 2 поступают на входы смесителя 4. Полосовой фильтр 5 и фильтр. нижних частот 6 выделяют сигналы с частотами, равными соответственно сумме и разности частот управляемых генераторов, причем далее раз- "О ностная частота поступает на один из входов ключа 11 и используется как заполняющая счетчик импульсов 12 частота. Суммарная частота с поступает на вход дополнительного дискрет- 55 ного делителя частоты 7 и делится им в целое число раз rl. Сигнал поделенной суммарной частоты с частотой fp/П смешивается в смесителе 8 с сигналом неуправляемого генератора 3 частотой

2 Й к ° 1О (К вЂ” некоторый коэффициент, выбираемый иэ условия линеаризации), которая не зависит от ,измеряемой величины и меняется лишь, под действием дестабилизирующих фак« торов вместе с начальной частотой управляемых генераторов. Разность частот f >=fэ-f /n выделяется полосовым фильтром 9 и используется для формирования измерительного интервала времени Т и = и 1 р t1< / f ð путем деления ее на коэффициент и дискретным делителем 10 и подачи сигнала на второй вход ключа 11.

Число импульсов, записанное в счетчик 12, по окончании измерительного иитервала времени оказывается прямо пропорционально измеряемой ве-. личине )(:

" 02 3

N= — к

Выражение не содержит членов, пропорциональных квадрату и кубу х

Выражение для частоты1ннеуправляемого генератора запишется в ви2 (осf5 — (+— п„ у)

Из выражения следует, что началь-" ная частота fp управляемых генераторов и частотами„неуправляемого генератора в данном случае могут быть выбраны близкими за счет соответствующего выбора коэффициента tt дополнительного делителя частоты.

Это, во-первых, позволяет существенно (более,чем в 2 раза) снизить . нестабильность частоты f < неуправляемого (опорного) генератора, выбирая оптимальную частоту f >

Во-вторых, в данном случае возможно выбрать параметры элементов идентичными для всех трех генераторов и, выполнив симметрирование генераторов, обеспечить одинаковую их нестабильность, что позволяет в зна.чительной степени компенсировать аддитивную и мультипликативную составляющие систематической погрешности от нестабильности частот генераторов.

Формула изобретения

Частотный датчик, содержащий два управляемых генератора, входы которых подключены к входным шинам, а выходы соединены со входами первого смесителя, один выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, а второй со входом первого полосового фильтра, и неуправляемый генератор, выход которого подключен ко входу второго полосового фильтра, причем выходы фильтра нижних частот и второго полосового фильтра соединены со входами измерителя отношения частот, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения стабильности характеристики преобразования, в него введен делитель частоты, вход которого соединен с выходом первого

765743

Составитель В.Егорова

Техред A. Ач Корректор Г.Назарова

Редактор О.Стенина

Заказ 6501/42 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 полосового фильтра, а выход подключен ко второму входу второго смесителяя.

Источгики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2508502/18-21, кл. G 01 К 23/00.

2. Авторское свидетельство СССР

9 434329, кл. С 01 и 23/14.