Измеритель мощности ультразвуковых технологических генераторов

Измеритель мощности ультразвуковых технологических генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использо - вано для контроля и измерения активной мощности, отдаваемой ультразвуковьми технологическими генераторами (УЗТГ) в нагрузку. Измеритель мощности УЗТГ содержит датчики 3 и 4 напряжения и тока соответственно. ьшогоканальные аттеьпоаторы 5,6 и коммутаторы 7,8, усилитель-ограничитель 9/ блок 10 задержки на четверть периода $ переключатель 11 рода измерений , фазочувствительные выпрямители 12,13, амплитудные модуляторы 14,15, генератор 16 частоты модуляции, аналоговый (А) перемножитель 17, фильтр 18 низкой частоты, А индикатор 19 измеряемой мощности, формирователи 20, 21, управляющих кодов, дешифраторы 22, 23 уровня, блок 24 указания диапазона и шкал, индикатор 25 диапазона измеряемой мощности, индикаторы 26 и 27 шкал напряжения и тока соответственно, цифровой индикатор 28 измеряемой мощности. Измеритель мощностивысокопроизводителен и имеет расширенные частотный и динами - ческий диапазоны. 1 ил. с о (П

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 6 01 R 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЮИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4142311/24-21 (22) 04.11.86 (46) 30.06.88. Бюл. № 24 (72) А.Я.Снытко, Л.О.Макаров, А.В.Абрамов и А.А,Рухман (53) 621.317.784 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 215542> кл, G 01 R 21/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 172156, кл. G 01 R 21/00, 1978. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ (57) Изобретение может быть использовано для контроля и измерения активной мощности, отдаваемой ультразвуковыми технологическими генераторами (УЗТГ) s нагрузку. Измеритель мощности УЗТГ содержит датчики 3 и

4 напряжения и тока соответственно, „„SU„, 1406501 многоканальные аттенюаторы 5,6 и коммутаторы 7,8, усилитель-ограничитель

9, блок 10 задержки на четверть периода, переключатель 11 рода измерений, фазочувствительные выпрямители

12,13, амплитудные модуляторы 14,15, генератор 16 частоты модуляции, аналоговый (А) перемножитель 17, фильтр

18 низкой частоты, А индикатор 19 измеряемой мощности, формирователи

20, 21, управляющих кодов, дешифраторы 22, 23 уровня, блок 24 указания диапазона и шкал, индикатор 25 диапазона измеряемой мощности, индикаторы 26 и 27 шкал напряжения и тока соответственно, цифровой индикатор

28 измеряемой мощности. Измеритель мощности высокопроизводителен и имеет расширенные частотный и динами ческий диапазоны. 1 ил.

140650) Изобретение относится к контрольно-измерительным средствам, применяемым в ультразвуковых технологических системах (например, для контроля и измерения активной мощности, отдаваемой ультразвуковыми технологически ми генераторами в нагрузку, а также реактивной мощности при контроле . согласования генератора с нагрузко .10

Цель изобретения - расширение частотного и динамического диапазонов и повышение производительности изме! рителя мощности ультразвуковых технологических генераторов, 15

На чертеже изображена блок-схема измерителя мощности ультразвуковых технологических генераторов.

Измеритель мощности ультразвуковых

, технологических генераторов содержит 20

; подключенные к технологическому гене-.

, ратору 1 и нагрузке 2 паралелльно датчик 3 напряжения и последователь-! ! но .с нагрузкой датчик 4 тока, два ! многоканальных аттенюатора 5 и 6, 25 два многоканальных коммутатора 7 и 8,, усилитель-ограничитель 9, блок 10 sa. держки на четверть периода, переключатель ll рода измерений, два Фазочув ствительных выпрямителя 12 и 13, два 30

,амплитудных модулятора.14 и 15, гене1, ратор 16 частоты модуляции, аналого;вый перемножитель 17, фильтр 18 низ .кой частоты, аналоговый индикатор 19 .измеряемой мощности-, два Формировате- 3 ля 20 и 21 управляющих кодов, два дешифратора 22 и 23 уровня, логический блок 24 автоматического указания диапазона и шкал, индикатор 25

;диапазона измеряемой мощности, инди- 40 катор 26 диапазона измеряемого нап« ряжения, индикатор 27 диапазона измеряемого тока и цифровой индикатор

28 измеряемой мощности.

Выходы многоканальных аттенюаторов 5 и 6 подключены разрядными шинами к соответствующим входам N-канальных коммутаторов 7 и 8. Выход многоканального коммутатора 7 подключен на вход усилителя-ограничителя 9 и первый вход первого фазочувствительного выпрямителя 12, а выход многоканального коммутатора 8 подключен на вход второго Фазочувствительного выпрямителя 13, На второй

55 вход фазочувствительного выпрямителя 12 подключен выход усилителя-ограничителя 9. На второй вход второго фазочувствительного выпрямителя

13 подключен выход блока 10 задержки импульсов на четверть периода, вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя 9. Между выходом и входом формирователя задержки на четверть периода подключен переключатель 11 рода измерений. Выходы фазочувствительных выпрямителей подключены на первые входй амплитудных модуляторов 14 и 15 соответственно, на вторые входы которых подключен выход генератора 16 частоты модуляции. Выходы модуляторов подключены на соответствующие входы аналогового перемножителя 17. Выход перемножителя подключен на вход фильтра 18 низкой частоты, а выход. фильтра подключен к аналоговому индикатору 19 измеряемой мощности и к аналоговому входу цифрового индикатора 28 измеряемой мощности.

К кодовым входам многоканальных коммутаторов 7 и 8 подключены с помощью N -разрядных шин кодовые выхо( ды "Вых.l" формирователей 20 и 21 управляющих кодов соответственно.

На первый и второй входы Формирователей управляющих кодов подключены первый и второй выхоДы дешифраторов

22 H 23 уровней соответственно.

Аналоговые входы дешифраторов

22 и 23 уровней "Вх.l" подключены на выходы фазочувствительных выпрямителей 14 и 15 соответственно. Кроме того, потенциальные выходы "Вых.2" формирователей управляющих кодов соединены с соответствующими разрешающими входами многоканальных коммутаторов, а установочные выходы "Вых.3"

Формирователей 20 и 21 управляющих кодов подключены к установочным вхо- . дам "Вх.2" дешифраторов 22 и 23 уровней соответственно.

На первый Nl-канальный вход логического блока 24 автоматического указания диапазона и шкал подключен

t соотйетствующнй N -канальный выход первого формирователя 20 управляющих кодов, а на второй N -канальный вход этого же блока подключен соответствующий

N "канальный выход "Вых. l" второго формирователя 21 управляющих кодов, Первый N " --канальный выход логического блока 24 автоматического указания диапазона, и шкал подключен на соответствующий вход индикатора

25 диапазона измеряемой мощности и

6501

Z„ /Z /е

П

I а

rn /Z/

40

55

3 140 параллельно на аналогичный вход цифрового индикатора 28 измеряемой мощности. Второй М"-канальный выход блока 24 подключен на аналогичный вход индикатора 26 диапазона измеряемого напряжения. Третий N"-канальный выход блока 24 подключен на соответствуюа щий вход индикатора 27 диапазона измеряемого тока.

Измеритель мощности ультразвуковых технологических генераторов ра-ботает следующим образом.

Нагрузка 2 генератора 1 характеризуется комплексным импедансом:,Амплитуда тока нагрузки через амп- литуду напряжения генератора выражается равенством

Аналоговый сигнал на выходе первого фазочувствительного выпрямителя будет пропорционален 0, поскольку на его рабочий и опорный входы поступают синфаэные напряжения, а на выходе второго фазочувствительного выпрямителя напряжение будет пропорционально I соз (при коротко замк нутом положении переключателя 11 рода измерений) и Тщ sin < (при его размыкании), поскольку сигнально на . опорном и рабочем входе будут сдвинуты по фазе в первом случае ана и на. Ч +90 во втором случае. В первом случае на входы аналогового перемножителя поступают промодулированные по амплитуде в модуляторах

l4 и 15 соответственно с низкой частотой модуляции генератора 16 сигналы, амплитуда которых пропорциональна U и I cosp соответственно, а во втором случае поступают сигналы, амплитуда которых пропорциональна

Uù и I sin g соответственно. Выходные напряжения аналогового перемножителя будут пропорциональны в первом случае активной мощности, а во второмреактивной мощности ультразвукового технологического генератора. Высокочастотные составляющие (удвоенной частоты и более высокие) на выходе аналогового перемножителя подавляются с помощью низкочастотного фильтра.

18» поэтому индикатор. 19 показывает

Ф мощность сигналов, соответствующую заданному положению автоматически . переключаемых аттенюаторов в каналах напряжения и тока. Фактическую мощность получают, перемножая показания индикатора .диапазона и аналогового индикатора. Цифровой индикатор 28 измеряемой мощности позволяет контролировать работу измерителя мощности и имеет динамический диапазон, равный 120 дБ, причем показывает фактически измеряемую мощность.

Переключение многоканальных коммутаторов осуществляется автоматичес ки (bes участия оператора ) с помощью формирователей 20 и 21 и дешифраторов 22 и 23, при этом осуществляется автоматическое указание диапазона I мощности, которое необходимо при пользовании аналоговым индикатором, что достигается с помощью логического блока 24 автоматического указания диапазона и шкал и подключенных к нему индикаторов 25, 26 и 27 диапазонов измеряемых мощности напряжения и тока соответственно, Формирователи

20 и 21 вырабатывают кодовые комбинации сразу после включения прибора, при которых на входы фазочувствительных выпрямителей поступают сигналы с максимальным ослаблением,.Дешифраторы 22 и 23 анализируют эти сигналы л по уровню: "уровень больше номинального БОминальный или меньше но минального". Если сигнал номинальный или больше номинального, то начальная кодовая: комбинация остается неизменной. Если сигнал меньше номинального то кодовая комбинация на выходе соответствующего формирователя инкрементируется на единицу, при этом на вход соответствующего фазочувствительного выпрямителя сигнал поступает на ступень с меньшим ослаблением. После этого в соответствующем дешифраторе уровня производится логическии анализ нового уровня сигнала. Если сигнал оказывается снова меньше номинального, то кодовая комбинация на выходе формирователя снова инкрементируется. Если после очередного инкрементирования сигнал оказывается номинальным, т.е, оказывается в заданных пределах (например, в заданных пределах напряжения, равных 1 3 В) у то кОдОв ая комбинация на выходе формирователя сохраняется не.изменной. Если сигнал на входах.фаФормула изобретения

Составитель H.Åãîpîâ

Техред А.Кравчук

Корректор M.Áÿñèëüåâà

Редактор А„Ревин !

Заказ 3187/40 Тираж 772 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

5 14065 зочувствительных вынрямителей 12 и

13 окажется по какой-то причине выше номинального, то кодовая. комбинация на выходе соответствующего формирова=теля 20 или 21 декрементируется на единицу и производится снова анализ уровня в соответствующем дешифраторе

22 или 23 уровня.

Логический анализ уровней произ I0 водится дешифраторами 22 и 23 асинхронно поспе возникновения начальной и поспедующих кодовых комбинаций на их выходах. При каждом изменении coc-(тояния кодового выхода формирователя, .на другом его выходе вырабатывается установочный импульс, который под готавливаег дешифратор уровня к последующему логическому анализу уровня.

Измеритель мощности ультразвуко* вых технологических генераторов, со, держащий датчик напряжения, подклю"ченный к выходу генератора и к нагрузке, датчик тока, подключенный последовательно с нагрузкой генератора два, аттенюатора, входы которых соединены с выходами датчиков тока и !

:напряжения,, аналоговый перемножитель, логический блок указания диапазона и шкал, фильтр нижних частот и анало:говый индикатор измеряемой мощности,. подключенные к выходу перемножителя

35 индикаторы диапазонов измеряемых мощности, напряжения и тока, подклю= ченные к соответствующим выхоцам логического блока указания диапазонов. отличающийся тем, что, с целью расширения частотчого и дина-. мического диапазонов и повышения производительности, в него введены соответственно числу информационных каналов два. фазочувствительных выпрямителя, два амплитудных модулятора и генератор частоты модуляции, усилитель-ограничитель, блок задержки на четверть периода, переключатель рода измерений, два многоканальных коммутатора, два формирователя управляющих кодов, два дешифратора уровня„ цифровой индикатор измеряемой мощности, причем выходы аттеню-р аторов подключены на соответствующие входы многоканальных коммутаторов, к выходам которых подключены первые входы фазочувствительных выпрямителей, выходы фазочувствительных выпрямителей подключены через амплитудные модуляторы, соединенные вторыми входами с генератором частоты модуляции, к соответствующим входам аналогового перемножителя, выход многоканального коммутатора в первом информационном канале подключен через усилитель-ограничитель к второму входу фазочувст- ûòeJJüíoão выпрямителя в первом информационном канале и -Tepe3 370T EB усилитель-ограничитель и блок задерж-" ки на четверть периода, между входом и выходом которого подключен переключатель рода измерений, подключен к второму входу фазочувствительного выпрямителя во втором информационном канале, выходы фазочув» твитель ных выпрямителей подключены к входам дешифраторов уровней, выходь. дешифраторов уровней подключены к соответст- вующим входам формирователей управляющих кодов,. выходы последних подключены к кодовым входам многоканальных коммутаторов и к соответствующим вхо= дам логического блока указания диапазонов, причем первый выход логическо== го блока указания диапазонов подключен к цифровому входу цифрового индикатора мощности, к аналоговому входу которого подключен выход фильтра нижних частот, причем аттенюаторы выполнены многоканальными.