Устройство сравнения комплексныхвеличин

 

О П И С А Н И Е (,8491®

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советск ик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (53)NL. Кл.

G О1 R 27/06 (22) Заявлено 11. 10. 79 (21),2826759/18-21 с присоединением заявки Р1в (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.317.. 7 (088.8) Опубликовано 23.07.81, Бюллетень Рй 27

Il0 делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.07.81

В. В. Заморский, Б. А. Памфилов, А. Фь Прокунцев

В. Н. Чорноус и Г. И. Шаронов (72) Авторы изобретения

Пензенский завод — ВТУЗ при Заводе ВЭМ(филиал Пензенского политехнического института) (71) Заявитель (54)УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ВЕЛИЧ

Изсбретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля параметров комплексного сопротивления, мостах и компенсаторах переменного тока.

Известен детектор кваэиравновесия, содержащий два согласующих устройства, выходы которых соответственно через первый и второй двухполупериодные выпрямители соедине.ны с соответствующими входами вычитающего блока, .выход которого подключен к сигнальному входу интегратора, выход которого подсоединю.н к сигнальному входу блока сравнения, управляющие входы интегратора и блока сравнения соединены с выходом времязадающего блока 1 11.

Однако известный детектор сравнивает модули двух гармонических сигналов частоты, но не позволяет сравнивать разделы.о синфаэные и квадратурные составляющие этих сигналов. Кроме того, сигнал на выходе детектора имеет аналоговую форму, что требует ь дополнительного аналого-цифрового преобразования в случае экстраполяционного. формирования регулирующих воздействий в измерительной цепи.

Наиболее близким по технической сущности является устройствб, содержащее генератор синусоидального напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно через формирователь импульсов с сдним иэ управляющих .входов ключа и через первичный измерительный преобразователь с одним из входов нуль-органа, выход которого подключен ко второму управляющему входу ключа, генератор им ульсбв .подсоединен через ключ к кольцевому счетчику импульсов, первый выход .которого через генератор компенсирующего напряжения соединен со вторым входом нуль-органа, а второй выход подключен к входу цифрового индикатора P2)3 8491

В известном устройстве генератор комомпенсирующего напряжения "-апускается вновь в каждом цикле уравновешивания. Измеряемая составляющая будет пропорциональна временному .

5 интервалу от начала последней развертки до ближайшего экстремума опорного сигнала. В резуль ате известное устройство обладает недостаточным быстродействием. Время измерения может составить от единицы до сотен периодов измеряемого напряжения и ,зависит от его амплитуды, фазового угла и погрешности, возникающей от неполного уравновешивания.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство сравнения комплексных

20 величин, содержащее нуль-орган, один вход которого соедине:н с первой шиной, второй вход подключен к выходу генератора компенсирующего напряжения, счетчик импульсов, ключ и формирова25 тель импульсов, вход которого соединен со второй входной шиной, а один выход подключен к первому входу ключа, введен амплитудный преобразователь,. включенный между второй входной шиной

30 и г торым входом ключа, выход которого подключен к первому входу генератора компенсирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом кульоргана и первым входом счетчика им35 пульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя импульсов.

Причем генератор компенсирующего напряжения содержит последовательно

40 включенные интегратор и управляемый делитель напряжения, вход управления которого соединен со вторым входом генератора, компенсирующего напряжения.

Кроме того, генератор компенсирую- 45 щего напряжения содержит управляемые интегратор и делитель напряжения, первые входы которых соединены с первым входом генератора компенсирующего напряжения, второй вход управляемого

50 делителя напряжения соецинен со вторым входом генератора компенсирующего напряжения, а вход управления управляемого интегратора подключен к выходу управляемого делителя напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства .сравнения комплексных величин; на фиг. 2 и 3 — блок-схемы двух вариантов генератора компенсирующего

0l 4 напряжения; на фиг. 4 †. временные диаграммы, поясняющие работу устройства сравнени комплексных величин.

Устройство сравнения комплексных величин сбдержит амплитудный преобразователь 1, формирователь 2 импульсов, ключ 3, генератор 4 компенсирующего напряжения, нуль-орган 5, счетчик 6, входные шины 7 и 8, выходную шину 9.

Генератор 4 компенсирующего напряжения для вариантов на фиг. 2 и 3 состоит из интеграторов 10 и II u управляемых делителей 12 и 13 напряжения соответственно, сигнальной шины 14 и управляющей шины 15.

Устройство сравнения комплексных величин работает следующим образом.

Один из сравниваемых гармонических сигналов, например Ц,(Лиг. 4 а) подается на входную шину 7 устройства, т. е. на первый вход нуль-органа 5.

Второй гармонический сигнал U (фиг.4а) поступает на входную шину 8 устройства. те. одновременно на входы амплитудного.преобразователя 1 и формирователя 2 импульсов. С первого .выхода формирователя 2 имг.ульсов поступают на управляющий в>од ключа 3 прямо- . угольные импульсы(фиг. 4 в)начала которых совпадают с моментами перехода гармонического сигнала U< через нулевой уровень с минуса на плюс или с плюса на минус, а окончания совпадают с моментами соответственно положительного или отрицательного экстре мумов сигнала U

С выхода амплитудного преобразователя 1 опорный сигнал г1 п(фиг. 4 )постоянного уровня, равного амплитуде входного сигнала, через ключ 3 подается на сигнальную шину 14 генератора

4 компенсирующего напряжения.

При выполнении генератора 4 компенсирукщего напряжения по схеме фиг. 2 прямоугольные импульсы фиг 4с1) с выхода ключа 3 поступают на вход интегратора 10, линейно возрастающий сигнал U> (фиг. 4 е)с выхода которого через управляемый делитель напряжения

12 подается на второй вход нуль-органа 5. В момент равенства первого входного сигнала 0<и сигнала 0 (фиг.4е)с выхода управляемого делителя 12 узкий импульс(фиг. 4f) с выхода нуль органа

5 подается на счетный вход счетчика 6 и на управляющую шину 15 генератора 4 компенсирующего напря5 8491 .жения, т.е. на управляющий вход управляемого делителя 12 напряжения, сигнал

U4)(фиг. 4 е), на выходе которого резко

4 уменьшается на — мгновенного значения F сигнала U (фиг. 4 е) в этот момент

5 времени, где n — натуральное число, определяющее количество дискретных значений устройства сравнения комплексных величин, и продолжает линейнс возрастать до прихода следующего импульса с выхода нуль-органа 5, т.е. до следующего момента равенства с игналом U4 .

При выполнении, генератора 4 компенсирующего напряжения по схеме на фиг. 3 прямоугольные импульсы (фиг. 4d)c выхода ключа. 3 поступают одновременно по сигнальной шине 14 на входы управляемого делителя 13 напряжения и интегратора 11, линейно возврастающий сигнал0 (фиг, 4 ) с выхода которого поступает на второй вход нуль-органа 5. В момент равенства первого входного. сигнала U

1 и сигнала 0 (фиг. 4 d) узкий им- 25 пульс (фиг . 4 г) с выхода нульоргана 5 подается на счетный вход счетчика 6 и на управляющую шину 15 генератора 4 компенсирующего напряжения, т.е. на управляющий вход дели- Зр теля 13 напряжения сигнал {фиг, 4h) на выходе которого изменяется от нулевого уровня на величину (=" ) опорного

v сигнала U „(фиг. 4а) с приходом каждого импульса (иг. 4 i) с выхопа нс льоргана 5. Сигнал (фиг. 4h) с выхода

35 управляемого делителя 13 напряжения поступает на вход управления интегратора 11, являющийся входом задания

его начальных условий определяет ве-4 личину смещения его выходного сигнала(фиг. 4о) относительно нулевого уровня.

На управляюп,ий вход счетчика 6 подаются узкие импульсы (фиг. 4 с)в моменты экстремумов сигнала U со второго выхода формирователя 2 имйульсов, В моменты импульсов счет прекращается и со счетчика 6 снимаются показания.

Интеграторы 10 и 11 отрегулированы так, что линейно возрастающий сигнал U (фиг. 4 е и 4 д) эа четверть периода достигает величины опорного сигнала 0о т. е. амплитуды выходного сигнала 0 (фиг.4а). К моменту начала развертки в счетчик 6 записывается вышеупомянутое число и и, с приходом k импульсов (фиг. 4, f,i) 01 6 на его счетный вход записанное число становится равным (n-k), где к — числ моментов равенства линейно изменяющегося сигнала с выхода генератора 4 компенсирукщего напряжения и входного сигнала 0, Из временных диаграмм (фиг. 4 е, и 4 g) видно, что число (n"k) показывает, какую часть сигнала 0 составляет синфазная ему составляющая сигнала 01 °

Предлагаемое устройство может работать как в мостах и компенсаторах, так и в преобразователях параметров комплексных величин в цифровой код.

В этом случае на его входную шину 7 подается сигнал с первичного измерительного преобразователя(например,на основе усилителя с обратной связью), а .на входную шину 8 — опорный сигнал с генератора образцового напряжения.

Формула изобретения

1. Устройство сравнения комплексных величин, содержащее нуль-орган, один вход которого соединен с первой входной ши.:ой, второй вход годключен к к выходу генератора компенсирующего напряжения,.счетчик импульсов, ключ и формирователь имг ульсов, вход которого соединен со второй входной шиной, а один выход подключен .к первому входу ключа, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен амплитудный преобразователь. вкпб.юченный между второй входной шиной и вторым входом ключа, выход которого подключен к первому входу генератора компенсирующего напряжения, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа и первым входсм счетчика импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя импульсов.

2. Устройство по и ° 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор компенсирующего напряжения содержит последовательно включенные интегратор и управляемый делитель напряжения, вход управления которого соединен со вторым входом генератора компенсирую.)цего напряжения.

3. Устройство по п. I о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор компенсирующего напряжения содержит управляемые интегратор и делитель напряжения, первые входы которых сое-! динены с первым входом генератора

849101

7 компенсирующего напряжения, второй

Мха управляемого делителя напря,жения сбединен со вторым входом генератора компенсирующего напряжения, а выход управления управляемого интегратора подключен к выходу управляемого делителя напряжения.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 387330, кл. G 05 В 1/О1, 21.06.73.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 521522 кл. 6 01 И 17/06, .18.03.75 (прототип)