Способ согласования частотных измерительных преобразователей и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсмм

Соцнайнстнчеснни

Ресйублмк

К АВТОУСКОМУ С ЯЛЬСТВУ (е1) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 030879 (21) 2824627/18-21 { ()М. )(Л с присоединением заявки ЙУ

G 01 R 35/02

Государстаеннмф комитет

СССР

l30 деяам изобретений я открытия (23) Приоритет

Опубликовано 1Ь08,81. Ьюллетемь Й9 30

Дата опубликования о мсания 150881 (53) УДК 621. 317.

° 321(088.8) (72) Автор изобретенмя

С.P. Стефанов (71) Заявитель (54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ ЧАСТОТНЫХ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛБИ

Поставленная цель достигается тем, что сигналы с преобразователей задерживают во времени на величины, обратно пропорциональные крутизне соответствующих преобразователей, сигналы раэностной частоты до и после задержки сравнивают по фазе, а о разности нзмеряеьаюх параметров судят по раз30 ности фаэ.

Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано при определении разности величин параметров исследуемых процессов, получаемых с помощью частотных измерительных преобразователей, Известен способ согласования частотных измерительных преобразователей для определения разности величин параметров среды, заключающийся в измерении одним и тем же преобразователем параметра последовательно в двух областях среды с последующим определением разности этих величин. В случае,, если измерительные преобразователи имеют частотный выходной сигнал, то разность частот выходных сигналов пропорциональна разности измеряемых величин параметров среды,согласование по чувствительности полное, так как измерение производится одним и тем же преобразователем 1) .

Однако этот способ не позволяет проводить иьмерения разности величин с высокой точностью и быстродействием, так как связан с необходимостью перемещения преобразователя в среде и,следовательно, с возмущением среды, Ийогда такое перемещение вообще невозможно.

Известен .также способ согласования частотных измерительных преобра зователей путем изменения их чувствительности технологическими приемами е

Этот способ согласования применяется в известных устройствах для измерения разности температур, содержвкких два частотных измерительных преобразователя температуры, соединенных со вхадават смесителя частот, выход которого соединен с регистрирующим устройством (2g.

При этом технологическим путем не всегда удается согласовывать крутизну преобразования (чувствительность) н точность измерения оказывается недостаточно высокой.

Цель изобретения — повышение точ20 ности измерений.

855574.Предлагаемый способ может быть реализован тем, .что в известное устройство, содержащее два частотных измерительных преобразователя, первый смеситель частот, соединенный входами с измерительными преобразователями, и индикатор, введены две линии

$ задержки, подключенные входами ко входам первого смесителя, второй смеситель, подключенный входами к выходам линий задержки, а индикатор вы- полнен в виде измерителя разности фаз сигналов на выходе смесителей.

На чертеже изображена блок-схема усТройства.

Схема устройства содержит два частотных измерительных преобразователя $

1 и 2, подключенные ко входам первого смесителя 3 частот и к линиям 4 и

5 задержки, выходы которых соединены со входами второго смесителя 6.Выходы смесителей 3 и 6 соединены со вхо- Щ дами фаэометра 7.

Устройство работает следующим образом.

Выходные сигналы частотных преобразователей 1 и 2 могут быть эаписа- д$ ны в видег ц (т) = U з » 2 (,л с+ <„ « )i ц (т)=ц, »п2кфо с+ к аТ< с), где h T и ЬТ вЂ” приращение температу« ры преобразователей, равные ьт т -т ьт =т2-т„ л н f — частоты преобразовате0«о2 лей при температуре

Tp1 (dfl Jdk - крутизна преобраэова"«4т) " 1с Т/2 ния температуры в час- „ тоту; время.

На выходе смесителя 3 сигнал раэ- ностной частоты имеет вид:

V (T)=A. оо«.U < соь2а(т„,-f «+к ьт-к, т„) t где А — коэффициент передачи смесителя °

При Т = Т =6Т

$0

T K где Ч - постоянная часть разностной частоты, независящая от температуры;

Г1 - переменная часть раэностной частоты, зависящая от температуры.

При одинаковом изменении темпера- 0 туры д Т = Д Т обеих преобразонател лей раэностная частота меняется на выходе смесителя на величины

4T(K К„ ) и является погрешностью измерения.

На выходе линий 4 и 5 задержки сигналы имеют вид:

0» Оо, sin 2%(f + К ат )(t- )

Б (ОБ Ь»naf (f к nT )(Б) где ь|,, Б — времена задержек.линии 4 н5 соответственно.

Сигнал разностной частоты на выходе смесителя 6 имеет вид:

"ь= Uoa Uos сое21ф -f «»к ьТ -к„Ьт)Сгде  — коэффициент передачи смесителя 6.

Фаэометр 7 на выходе формирует сигнал, пропорциональный разности фаз ьл, сигналов смесителей 3 и 6 (07):

О сд с.д@ К „ ) (к ьЛ КУ „) где 1 — часть разности фаз, не связанная с изменением температуры; — переменная часть разности фаз. ь т„» b,T = h

i=ax(a т, -к ) При

При К v = К„ 64, Г» = О и погрешность измерения ; обусловленная разной крутизной преобразователей, уменьшается до нуля. Разность фаз т.е. результат измерения, при этом условии зависит только от разности измеряемых параметров

Ф 2В(C>. Сол »4) kt (gQ- ЬТ ) =СО» БС (а i)r rye 7=@ с =къ и

Т -Т ) г» Ь ky

2Б= «4 г к

Использование предлагаемого способа и устройства позволяет значительно упростить и удешевить производство приборов для измерения разности двух величин. Точность измерения при этом возрастает. Устройство может найти применение в системах контроля технологических процессов и в научных исследованиях, в частности в океанологии и аэродинам«ке. Использование изобретения позволяет упростить процесс создания приборов для измерения разности двух физических величин,расширить воэможности построения высокоточных приборов. Если отсутствуют чувствительные элементы с одинаковыми характеристиками, то точность измерения может быть достигнута подбором линий задержек, что часто сделать .оказывается заметно проще. Для преобразователей с нелинейными характеристиками преобразования необходимо ис855574 формула изобретения

Составитель Б..Минин

Редактор II. Повхан Техред K. Кастелевич Корректор В. Синицкая

Заказ 6901/65 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пользовать дисперсионные линии задержки.

1. Способ согласования частотных измерительных преобразователей путем приведения их крутизна преобразования к одинаковым значениям, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьааения точности измерения, сигналы с преобразователей задерживают во времени на величины, обратно пропорциональные крутизне соответствующих преобразователей., сигналы раэностной частоты до и после задержки сравнивают по фазе, а о разности измеряемых параметров судят по разности фаэ.

2. Устройство по способу и. 1, содержащее два частотных нэмерительных преобразователя, первый смеситель частот, соединенный входами с измерительными преобразователями, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены две линии задержки, подключенные входами ко входам первого смесителя, второй смеситель, подключенный входами к выходам линий задержки, а индикатор выполнен в виде измерителя разности фаз сигналов на выходе смесителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Туричнн А.М. Электрические нзмерения неэлектрических величин.

"Энергия", 2966.

2. Вронников A.A. и др. Частотный датчик разности температур. сб. "Ис" следование турбулентной структуры океана", иэд. МГИ AH УССР, Севастополь, 1975.