Способ измерения отклонений частоты
Патент 529521
Авторы
Способ измерения отклонений частоты
Иллюстрации
Реферат
l ! 1
f лно ка, Союз Советских
Социалистических
Республик (») 528521 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 23.02.73 (21) 1887310/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.09.76.Бюллетень № 35 (45) Да -а опубликования описания 06.01.77 (51) М. Кл."Н 02 1 3/06
G 01 R 23/10
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
{53) УДК 621.316.726 (088.8 ) (72) Авторы изобретения
В. В. Семенов, Э. Ф. Степура и И. М, Черкашенина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ЧАСТОТЫ
Изобретение относится к области техники, где в качестве регулируемой величины используется частота с достаточно низким номинальным значением, например энергетических агрегатов, электростанций и энергосистем.
Известны аналогичные способы измерений отклонений частоты or уставки, по которым в зависимости точности получаемых результатов измерений от точности и температурной стабильности элементов, на которых строятся измерители, как правило погрешность составляет 0,1 — 1%.
Известны также цифровые способы измерений отклонений частоты or уставки, которые принципиально могут обеспечить любую заданную точность, но практическое применение которых связано с определенными трудностями, зависящими от условий эксплуатации, предъявляющей повьпненные требования к точности, быстродействию и простоте реализации.
Поэтому все цифровые способы измерений частоты подразделяются в зависимости
or номинального значения измеряемых часгог и требуемых при этом точности и быстродействия на два класса: способы измерения частоты путем счета ее импульсов в геченпе заданного времени и способы измерения частоты по периоду путем счета импульсов эталонной частоты в течение периода измеряемой частоты.
Наиболее целесообразно измерение промышленной частоты производить по периоду, При цифровых способах измерений отклонений частоты существенным является тот факт, что часто результат измерения необходимо использовать в качестве входной величины аналогового регулятора, что †.ребуег цифроаналоговых преобразователей полученного результата, В качестве прототипа изобретения принят способ измерения отклонения частоты, заключающийся в формировании временного
gO интервала измерения, генерирования эталонной частоты с кварцевой стабильностью, формировании эталонного интервала установки путем подсчета импульсов эгалонной частоты и выявлении временной разности
25 между концом временного интервала изме529521 ной при измерении пренебрегают как ошибкой квантования / g ) В таком способе погрешность квантования учитывают в общем результате измерения, поэтому критичность к быстродействию используемых элементов здесь исключена.
Погрешность квантования и основную величину отклонения частоты ol усгавки выявляют одинаково в виде импульсов определенной длительности и одинаковым образом преобразуют в выходную аналоговую величину.
Таким образом, способ обеспечивает исключение критичности к быстродействию используемых элементов для получения желаемой точности по сравнению с известными цифрами, При этом в процессе преобразования выявленного рассогласования в аналоговую величину в связи с цикличностью выявлений отклонений частоты ог уставки, определяемой измеряемой частотой обеспечивается линеаризация выходной характеристики, т. е. возможно формирование аналогового сигнала, пропорционального Д, а не
1 =т -т =г f
X Î X F х о
4 и =u а1 f =и af — >
Внх о х о х у о путем выделения постоянной составляющей
35 выявленных импульсов рассогласования, Выигрыш в точности измерения по сравнению с аналоговым и цифровым способами (при равном быстродействии используемых элементов),составляет: где / - погрешность предлагаемого спо45 соба измерения;
d „ — погрешность аналогового способа преобразования, %.
Поскольку формирование аналогового выходного сигнала не связано с поразрядным
6ф цифроаналоговым преобразованием, данный способ не накладывает ограничения на диапазон изменения измеряемых частот, Способ измерения отклонений частоты от заданной уставки, заключающийся в формировании временного интервала измерения, 60 генерировании эталонной частоты с кварцерения и концом эталонного времени интервала уставки.
Описанный способ характеризуется наличием зависимости точности измерения ог 100,>1 частоты эталонного генератора, что предъяв- и 1,„ т 1 ляег повышенные требования к быстродейст5 эт х вию элементов, нелинейносгью выходной характеристики в связи с получением аналогового сигнала, пропорционального: 3--7 — Т
f а также захЭтXf х эг висимосгью диапазона измерения от раз> рядносги цифро-аналогового преобразова геля, Пель изобретения - повышение г чносги измерения отклонений частоты, По предложенному способу измерения отклонений частоты ol заданной уставки выявляют временную разность между началом отсчета временного интервала измерения и началом эталонного временного интервала уставки, формируют напряжение постоянного гока, пропорциональное суммарному значению выявленных временных интервалов разности между началами отсчета временных интервалов измерения и эталонных временных интервалов уставки, а также между концами временных интервалов измерения и эталонных временных интервалов устатки с учетом частоты их следования, 30
Измеряемую частоту представляют одним или несколькими периодами или полупериодами, которые используют для сравнения с эталонным временным интервалом
T3t
T
> х х где П вЂ” число измеряемых периодов может быть равно 0,5, 1, 2, 3 и т.д.; — измеряемая частота. х
Эталонный временной интервал Т фор- л ° rl N ° / а мируют путем деления частоты эталонного f 1 .1 00 генератора, стабилизированного кварцем, с
X помощью дискретных элементов, например, счетчика N
Зт
Э Г где Тэ - эталонный временной интервал; и — емкость счетчика; — частота эталонного генератора, Прй сравнении измеряемого временного интервала т и эталонного временного интервала уставки Т эт учитывают текущее рассогласование, выявляемое в виде временных разностей между концами Т х иТЭт >агакжеимеждуначаламиТх и 55 Формула изобретения
Тэт, причем появление разности между на чалами обусловлено дискретным характером формирования Тэт, а величина ее определяется частотой эталонного генератора (надо заметить, что в прототипе этой величи529521
Составитель К. Фотина
Редактор Е. Кравцова Техред М икови" Корректор Д. Мельниченко
Заказ 5341/92 Тираж 882 Подписное
UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вой стабильностью, формировании эталонного временного интервала уставки путем подсчета импульсов эталонной частоты и выявлении временной разности между концом временного интервала измерения и концом эталонного временного интервала уставки, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности, выявляют временную разность между началом отсчета временного интервала измерения и началом отсчета эталонного временного интервала уставки, формируют напряжение постоянного тока, пропорциональное суммарному значению выявленных временных разностей между началами отсчета временных интервалов измерения и эталонных временных интервалов уставки, а также между концами временных интервалов измерения и эталонных временных интервалов уставки, с учетом частоты их следования.