Преобразователь сигналов датчиков переменного тока

Преобразователь сигналов датчиков переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационно-измерительных системах с преобразованием сигналов в цифровой код. Цель изобретения - расширение области применения за счет /Ь/д i Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Й) А1 (б11 4 Н 03 М I/16 (; °

r ° ° В сЭ

Г

" (И; и —:у„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4050348/24-24 (22) 08.04.86 (46) 23.08 ° 87. Бюл. У 31 (72) М.Х.Шубов и В.С.Селезнев (53) 681.325 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 756629, кл. Н 03 М 1/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1182671, кл. Н 03 М 1/06, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ ДАТЧИ К0В ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и моает быть использовано в автоматизированных информационно-измерительных системах с преобразованием сигналов в цифровой код. Цель изобретения - расширение области применения за счет

1332531 увеличения диапазона частот преобразуемых сигналов. Преобразователь сигналов датчиков переменного тока содержит датчик 1, коммутатор 2, два выпрямителя 3 и 4, два интегратора 5 и 6, два ключа 7 и 8, аналого-цифровой преобразователь 9, цифроаналоговый преобразователь 10, запоминающий регистр 11 две группы 12 и 13 элементов И, группу 14 элементов ИЛИ, источник 15 напряжения переменного тока и блок 16 управления, выполненньп на усилителе-ограничителе, реверсивном счетчике, двух инверторах,трех

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационно-измерительных системах с преобразованием сигналов в цифровой код.

Цель изобретения — расширение области применения за счет увеличения диапазона частот преобразуемых сиг1О палов.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — функциональная схема блока управления, Преобразователь сигналов датчиков

15 переменного тока (фиг. 1) содержит датчик I коммутатор 2, два выпрямителя 3 и 4, два интегратора 5 и 6, два ключа 7 и 8, аналого-цифровой преобразователь 9 (АЦП), цифроаналоговый преобразователь 10 (ЦАП), регистр 11, две группы 12 и )3 элементов И, группу 14 элементов ИПИ, источник 15 напряжения переменного то25 ка и блок 16 управления (фиг.2),выполненный на усилителе-ограничителе 17, реверсивном счетчике 18, двух инверторах 19 и 20, трех элеменгах И 21 — 23, пяти триггерах 24-28, ко." параторе 29, счетчике 30, двух дешифраторах 31 и 32, группе 33 элемент«в ИЛИ, генераторе 34 импульсов,, пух дифференцирующих цепях 35 и 36, двух элементах KlH 37 и 38 и делителе 39 напряжения. 35 элементах И, пяти триггерах, компараторе, счетчике, двух дешифраторах, группе элементов ИПИ, генераторе импульсов, двух дифференцирующих цепях, двух элементах ИЛИ и делителе напряжения. Введение в блок управления определенного порога сравнения компаратора, независящего от частоты преобразуемого сигнала, а также изменение структуры и алгоритма работы блока управления позволяет увеличить диапазон частот преобразуемых сигналов с сохранением точности преобразования. 2 ип.

Преобразователь сигналов датчиков переменного тока работает следующим образом.

Преобразователь содержит два измерительных канала: сигнальный и опорный. Сигнальньп канал включает коммутатор 2, выпрямитель 3, ключ 7 и интегратор 5, а опорный канал — выпрямитель 4,ключ 8, интегратор 6 и цифроаналоговый преобразователь 10.

В сигнальном канале происходит выпрямление и интегрирование поочередно сигнала с выхода датчика 1 и напряжения, питающего датчик, с выхода

Сигнального канала выпрямленный сигнал подается на измерительный вход

АЦП 9. В опорном канале происходит выпрямление, интегрирование напряжения переменного тока, питающего датчик, а также автоматическая регулировка коэффициента передачи канала подачей двоичного кода на цифровые входы ЦАП 10. Выход опорного канала подключен к опорному входу АЦП 9.

Преобразование сигнала осуществляется в два цикла. В первом цикле определяется величина отношения коэффициентов передачи сигнального и опорного каналов. Во втором цикле определяется величина отношения сигнала с выхода датчика к напряжению питания датчика с учетом величины отношения коэффициентов передачи сигнального и опэрного каналов, полученной в первом цикле.

1332531

Сигнал с выхода усилителя-or рани,-чителя 17 устанавливает триггер 25 н состояние "I" и следующим перепадом через элемент И 21 устанавливает н

"l" триггер 26. Сигнал с последнего открывает ключи 7 и 8 и выпрямленные сигналы сигнального и опорного каналов поступают на входы интеграторов 5 и 6 соответственно. При этом сигналом с триггера 27 коммутатор 2 подключает на вход выпрямителя сигнально. го канала напряжение с источника 15 напряжения переменного тока, в опор-, ном канале через вторую группу 13 элементов И и группу 14 элементов ИЛИ устанавливается коэффициент передачи

ЦАП !О, равный единице, а реверсинный счетчик 18 устанавливается в режим суммирования.

При достижении на выходе интеграU» тора 5 напряжения равного — — (U

Э » максимальное значение шкалы преобразования) и задаваемого делителем 39 напряжения, на выходе компаратора 29 формируется потенциал, соответствующий "1", который воздействует на инфо рмацио нньй вход триг гера 24.

Одновременно с поступлением сигналов на входы интеграторов 5 и 6 импульсы с выхода усилителя-ограничителя 17 подаются на тактовый вход реверсивного счетчика 18. Сигналы выходов счетчика 18 подаются на входы дешифратора 32, который дешифрирует числа, кратные 2, где m = 0,1,2...

Сигналы с выхода дешифратора 32 через элементы 33 и 38 и дифференцирующую цепь 35 поступают на тактовый вход триггера 24. При наличии "1" на информационном входе триггера 24 он устанавливается в состояние I

Таким образом, триггер 24 срабатывает при наличии на выходе интеграU< тора 5 напряжения, равного — —, и наличии н счетчике 18 числа, кратного

2 . Сигнал с выхода триггера 24 через схему ИЛИ 37 устанавливает триггеры 25 и 26 в состояние "О", а триггер 28 — в состояние "1". При этом прекращается подачи импульсов с усилителя-ограничителя 17 на вход счетчика 18, размыкаются ключи 7 и 8, переводя интеграторы 5 и 6 в режим хранения, и переводится в режим счета счетчик 30, на тактовый вход которого подаются импульсы с генератора 34 » импульсов. С выхода счетчика 30 curf налы подаются на дешифратор 31, кото. рыл последовательно формирует управ5 ляющие импульсы. С третьего выхода дешифратора осуществляется запуск, АЦП 9, с четвертого выхода — восстановление интеграторов, с первого выхода сигнал через элемент И 27 уста-!

О нанливает триггер 27 в состояние

"1", при этом через коммутатор 2 на вход ныпрямителя 3 сигнального канала подается напряжение с выхода датчика 1, с второго выхода дешифрато-!

5 ра триггеры 24 и 28 устанавливаются в исходное нулевое состояние °

На этом первый цикл преобразования заканчивается. В результате преобразования получается код отношения, 20 U<»»»r K <

U„„ò Kó где К вЂ” коэффициент передачи сиг-! нально го тракта;

К вЂ” коэффициент передачи опорно1

ro тракта до ЦАП 10;

К вЂ” коэффициен т передачи ЦАП 10;

К вЂ” коэффициент передачи ЦАП в составе АЦП; напряжение источника, питаю30 ще ro датчик .

Полученный код из АЦП 9 записывается в регистр 11. Во втором цикле на вход сигнального канала через коммутатор 2 подается сигнал с выхода датчика, сигналом с инвертора 20 на вход

ЦАП 10 подается код с регистра 11 через группу 12 элементов И и группу 14 элементов HJIH, а счетчик 18 rieреводится в режим вычитания.

При установке триггера 26 в состояние "!" открываются ключи 7 и 8, а на счетчик 18 поступают импульсы с усилителя-ограничителя

45 17 через элемент И 21. Интегриро" наине в сигнальном и опорном каналах проиэнодится до тех пор, пока ие обнулится счетчик 18. При этом с выхода дешифратора 32 через дифференци50 рующую цепь 36 и элемент ИЛИ 37 устанавлинается н "1" триггер 28 и устанавливаются в "О" триггеры 25 и 26.

Сигнал с выхода триггера 28 устанавливает счетчик 30 н режим счета. Де55 шифратором 31 формируются управляющие сигналы запуска АЦП 9, носстановления интеграторов 5 и 6 и сигналы, устанавливающие триггеры 24 и 28 и (через инвертор 19 и элемент 23 1») 27 в е

1332531 состояние 0". На эгом второй цикл преобразонания заканчивается.

Б резульгате преобразования во вто.Э ром цикле получается код отношения

U3 к, Ud K3 Kz K3 K UB где U — напряжение с выхода датчика.

Такк1 образом, в результате преобразования получаем код, эквивалент За ный отношению -----, который не зави15

cIi г oт коэффициентов передачи сигнал»fiof п и oiiopiioi.o каналов. При этом благодаря формированию в схеме управления времени интегрирования, незначительно.изменяющегося при изменении 2р частоты в 1пироком диапазоне, абсолютное значение величины сигнала на выходе интеграторов опорного и сигнального каналов изменяется также незначительно.

С31едонательно,изменение частоты пвеоб- 25 разуемых сигналов в широком диапазоне

«с влияет на точность преобразования. у л а и з о б р е т е н и я

Преобразователь сигналов датчиков переменного тока, содержащий блок уп- ЗР равнения, последовательно соединен13ь1е ,цат и1к, коммутатор, первый выпрямитель, первый ключ и первый интегратор, вьгход которого соединен с измерите и пым входом аналого-цифрового преобразователя, последовательно соедине1ьные второй Выпрямитель, второй ключ и второй интегратор, выход которого подключен к опорному входу цифроаналогового преобразователя, выход 4р которого соед11нен с Опорн333М ВхОдОм аналого-qnchpoIIOI o преобразователя, вь3ходы которого подк1тючены к соответствующим входам регистра и являются выходной шиной, выходы регистра 45 соединены с соответствующими первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с соответствующими перн11ми входами элемен I (! 33 IYIH пеp15oif гру11пы ВыхОДы кОТОрых gp по,iF.Iiþ÷åны к соответствующим цифровым

1 ходам llèôðîàï3 ioI О1 Огo преобразова.3. 311, а вторые нхоцы соединены с со - нете твующп3ьи выходами элементов И poI. гpy ÄI! I первые входы которых

oi ъе,3инен1,3 If подключены к шине пита3311я, »с то i1113к напряжения переменно—

I о тor а, ньгход которого подключен к . 3; 3 . у Ifin <»IIIII датчика, к второму информационному входу коммутатора, к входу второго вь3прямителя и к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход — с входом управления коммутатором и с вторыми входами элементов И второй группы, третий выход — с входами управления первого и второго ключей, четвертый выход— с входами обнуления первого и второго интеграторов, пятый выход — с вторыми входами элементов И первой группы, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения диапазона частот преобразуемых сигналов, блок управления выполнен на усилителе-ограничителе, реверсивном счетчике, двух дешифраторах, пяти триггерах, генераторе импульсов, счетчике, трех элементах И, двух дифференцирующих цепях, двух элементах KIH, второй группе элементов ИЛИ, двух инверторах, делителе напряжения и компараторе, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, второй вход компаратора соединен с выходом делителя напряжения, вход которого подключен к входной шине опорного напряжения, выход компаратора соединен с информационным входом первого триггера, выход которого подключен к пер вым входам первых элементов KIH и И и через первый инвертор к первому входу второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И объединены и подключены к первому выходу первого дешифратора, а их выходы соответственно соединены с входами установки в "1" и в "0" второго триггера, выход которого соединен с входом управления режимом счета реверсивного счетчика, с входом второго инввртора и является вторым выходом блока, вход усилителя-ограничителя является первым входом блока, а выход соединен с тактовыми входами третьего триггера и с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к тактовому входу четвертого триггера, выход которого является третьим выходом блока, тактовый вход реверсивного счетчика соединен с Выходом третьего элемента И, а выходы соответственно подключены к входам второго дешифратора, первый выход ко. торого через первую дифференцирующую

1332531

Составитель Н.Капитанов

Техред Л.Сердюкова Ко р рек то р Л . Пилипе як о

Редактор И.Шулла

Заказ 3848/55

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цепь соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, вторые выходы второго дешифратора соединены через вторую группу элементов ИЛИ с соответrz ствующими входами второго элемента ИЦИ, выход которого через вторую дифференцирующую цепь соединен с тактовым входом первого триггера, вход устаНовки в "0" которого объеди- 1О нен с одноименным входом пятого триггера и подключен к второму выходу первого дешифратора, третий и четвер тый выходы которого являются соответственно первым и четвертым выходами блока, а входы соответственно соединены с выходами счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а вход разрешения счета — к выходу пятого триггера, так. товый вход которого объединен с входами установки в "0" третьего и четвертого триггеров и подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего элемента И,выход второго ин— зертора являетсяпятым выходомблока °