Многоканальный фазометр

Многоканальный фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соввтскнк

Соцнвлнстнческнх

Рвспублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 200678 (2I ) 2646178/18-21 (51) М с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетС 01 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300681 Бюллетень HP 24

Дата опубликования описания 300681 (53) УДК 621. 317,,77(088,8) 1

В,И.Гупалов, И.Ю.Исмаилов, Н.Ф.фадеевO А;Т.Коптев,,-г

1

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И,Калинина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЯ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и информационно-измеритель ным системам и предназначено для работы с фазовыми датчиками, например линейными индуктосинами, в составе информационно-измерительных систем для. измерения усталостных повреждений авиационных и других конструкций.

Известен многоканальный фазометр, содержащий в каждом канале последовательно соединенные усилители-ограничители и схемы логического умножения, схемы логического сложения, входы которых соединены с выходами схем логического умножения, дешифратор, кольцевое переключающее устройство, пороговое устройство в каждом канале, генератор пилообразного напряжения, схему логического сложения, входы которой соединены с выходами пороговых устройств, усилитель-ограничитель в опоРном канале, выход котоРого соединен с управляющим входом генератора пилообразного напряжения и входом кольцевого переключающего устройства, выход последнего соединен со входом дешифратора, à его выходы соединены со вторыми входами схем З0 логического умножения. Данное уст" ройство позволяет одновременно наблюдать на экране осциллографа фазовые сдвиги в восьми каналах в пределах+1800 I1) .

Недостатком этого устройства является малый предел измерения сдви. га фазы.

Известен также фазометр, содержащий формирователи импульсов, триггерные делители частоты, схему И, коммутатор, выходы которого соединены со входами схемы И, один иэ делителей частоты содержит инвертор, а основных и m-1 дополнительных триггеров; причем один из выходов и-1-го дополнительного триггера связан со счетным входом и-го основного триггера, другой выход со счетным входом п-го дополнительного триггера, счетный вход первого основного триггера и вход инвертора соединены с выходом формирователя импульсов, счетный вход первого дополнительного триггера соединен с выходом инвертора, а выходы основных триггеров соединены со входами коммутатора. Устройство позволяет измерять Фаэо842623 вые сдвиги в пределах +2"" 90 (m=1, 2 3 ° ° ° ) Г2(°

Недостатками данного устройства являются низкая точность измерения фазового сдвига, обусловленная применением однополупериодной схемы измерения, и низкая достоверность измеречий из-за сбоев делителей частоты от помехи и других факторов.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель,цостигается тем, .что в многоканальный фазометр,содержащий в каждом из каналов последовательно соединенные формирователи импульсов и делители частоты, коммутатор и элемент И, инвертор э опорном канале измерения, вход которого соединен с формирователем импульсов, и счетный триггер, один из выходов которого соединен с первым входом элемента I4, а вход — с инверсным выходом делителя частоты и со вторым входом элемента И,в каждый из каналов фазометра введены дополнительный инвертор, второй делитель частоты и блок устранения сбоев, дополнительные элементы И и ИЛИ, подключенные через нормализатор и фильтр к коммутатору, при этом входы элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И, блок устранения сбоев в каждом из каналов соединен по входам с прямыми и инверсными выходами первого и второго делителей частоты, с выходами формирователя импульсов и инвертора, а по выходам сО входами первого и второго дели†. телей частоты, причем третий вход первого элемента И соединен с прямым выходом первого делителя частоты, а третий вход второго элемента И с прямым выходом второго делителя частоты каждого из исследуемых каналов.

Ероме того, блок устранения сбоеэ сОдержит восемь элементов И-НЕ, четыре формирователя импульсов и четыре элемента ИЛИ, при этом первые входы первого и третьего элементов И-НЕ соединечы с прямым выхОдом первого триггера первого делителя частоты, а выход первого элемента И-HE соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, вторые вхо ды пятого и седьмого элементов И-НЕ связаны с инверсным выходом первого триггера первого делителя частоты, а выход пятого элемента И-НŠ— c первым входом шестого из указанных элементов И-НЕ, при этом также второй вход третьего и первый вход пятого элементов И-НЕ соединены с прямым выходом первого триггера второго делителя частоты, а выход третьего элемента И-НŠ— с первым входом четвертого аналогичного элемента, второй вход первого и первый вход седьмого элементов И- IE подключены к инверсному выходу первого триггера второго делителя частоты, а выход седьмого элемента И-HE — к первому входу восьмого элемента И-HE

1 вторые входы второго и шестого элементов И-HE соединены со входом перного триггера герэого делителя частоты,, а вторые входы четвертого и восьмого элементов И-HE — со входом первого триггера второго делителя частоты„ входы формирователей импульсоэ соединены соответственно с выходами второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И-НЕ, а первые входы первого и второго элементов ИЛИ с выходом первого формирователя импульсов, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом установки в "нуль" первого триггера первого делителя частоты, второй вход второго и первый вход третьего элементов ИЛИ вЂ” с выходом второго формирователя импульсов, а выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки в "нуль" первого триггера второго делителя частоты, при этом вторые входы первого и четвертого элементов ИЛИ соединены с выходом четвертого формирователя импульсов, а выход четвертого элемента ИЛИ вЂ” co входом установки в "единицу" первого триггера второЗО го делителя частоты, второй вход третьего и первый вход четвертого элементов ИЛИ соединены с выходом третьего формирователя импульсов, а выход третьего элемента ИЛИ подсоединен ко входу установки в "единицу" первого триггера первого делителя частоты.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства: на фиг.2 пример реализации блока устранения сбоев для первых триггеров делителей.

Устройство содержит формирователи 1=1-1=n импульсоэ, инверторы

2=1-?=.п, делители 3=1 †3 частоты на 2 (m=1,?,,3...), блоки 4=1-4=n устранения сбоев, счетный триггер 5, элементы И 6=1-6= элемент ИЛИ

7=1-7=.п, нормализаторы 8=1-8=n, фильтры 9=1-9=п, коммутатор 10. зу

Блок устранения сбоев (см. фиг.2) содержит первый триггер 11 первого делителя частоты, первый триггер 12 второго делителя частоты, элементы

И-HE 13 — 20, формирователи 21-24 импульсов,. элементы ИЛИ 25-28.

Устройство работает следующим образом.

Формирователи 1=1-1=n, импульсов формируют импульсы, фиксирующие моменты перехода нулевого уровня вход40 ным сигналом, На выходе делителей

3=1-З=п частоты образуются импульсы, начало и конец которых для делителя

3=1 частоты соответствуют переходу нулевого уровня снизу вверх, а для делителя 3=3 частоты — сверху вниз.

842б23

Формула изобретения

1. Многоканальный фазометр, содержащий в каждом из каналов последовательно соединенные формирователи импульсов и делители частоты, коммутатор, элемент И, инвертор в опорном канале измерения, вход которого соединен с формирователем импульсов, и счетный триггер, один из выходов которого соединен с первым входом элемента И, а вход — с инверсным выходом делителя частоты и со вторым входом элемента И, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждый из каналов фазометра введены дополнительный инвертор, второй делитель частоты, блок устранения сбоев, дополнительные элементы И и

ИЛИ, подключенные через нормализатор и фильтр к коммутатору, при этом входы элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И, блок устранения сбоев в каждсм из каналов соединен по входам с прямыми и инверсными выходами первого и второго делителей частоты, с выходами формирователя импульсов и инвертора, а по выходам — co входами первого.и второго делителей частоты, причем третий вход первого элемента И соединен с прямым выходом первого делителя частоты, а третий вход второго элемента И вЂ” с прямым выходом второго делителя частоты каж. дого из исследуемых каналов.

2. Фазометр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что блок устранения сбоев содержит восемь элементов ИНЕ, четыре формирователя импульсов и четыре элемента ИЛИ, при этом первые входы первого и третьего элементов И-НЕ соединены с прямым выходом первого триггера первого делителя частоты, а выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, вторые входы пятого и седьмого элементов

И-НЕ связаны с инверсным выходом пер60

На элементах И 6=1-б=п происходит выделение временных интервалов, пропорциональных измеряемому фазовому сдвигу по однополупериодной схеме, и одновременно сигналом со счетного триггера 5 осуществляется поочередный запрет выделения временных интервалов в однополупериодных схемах.

Таким образом, с выхода элементов

ИЛИ 7=1-7=п на вход нормализаторов

8=1-8=п в один период поступают импульсы с одной однополупериодной схемы, а во второй период — с другой однополупериодной схемы. Нормализаторы 8=1-8=л осуществляют нормали-. зацию импульсов по амплитуде. Фильтры 9=1-9=n сглаживают широтномодулированный сигнал и на вход коммутатора 10 поступает постоянное напряжение, пропорциональное фазовому сдвигу. Рабочий диапазон фазометра равен+ 2 - 180 (m=1,2 3 ° ° ° ) ° 20

Блоки 4=1-4=n устранения сбоев работают следующим образом.

Входной .сигнал, поступающий с формирователей 1=1-1=п импульсов на вход делителей 3=1-3=n частоты, мож-- 5 но считать априорно заданным. Тогда для делителей 3=1 †3 частоты существует однозначная временная связь, которая заключается во взаимном расположении импульсов и пауз исходной частоты по отйошению к импульсам и паузам частоты на выходе каждого делителя. Наличие в каждом канале фазометра двух делителей частоты, входные и выходные сигналы которых . сдвинуты во времени относительно друг друга на половину периода исходной частоты, дает возможность использовать дополнительную временную связь между выходными сигналами двух делителей частоты. Формирователи 21-24 40 коротких импульсов по переднему фронту входных импульсов формируют короткие импульсы, которые подаются на установочные входы триггеров

11 и 12. В нормальном режиме рабо- 45 ты короткие импульсы подтверждают состояние указанных триггеров. Если происходит сбой хотя бы одного из них, то короткие импульсы устанавливают триггеры 11 и 12 в такое состояние, которое должно быть в соответствии с временной связью входных и выходных сигналов. Блок устранения сбоев первых триггеров (фиг.2) формирует два подтверждающих коротких импульса для каждого импульса и каждой паузы на выходах триггеров

11 и 12. Время устранения сбоев не превышает длительность периода исходной частоты.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью измерения. При использо-. вании его устраняется погрешность, вызванная нелинейными искажениями формы входного сигнала, дрейфом или 5 смещением нулевого уровня входного .,сигнала, а также погрешность, вызванная неидеальностью формирователей импульсов. Кроме того, повышена помехозащищенность устройства. Сбой хотя бы одного триггера в известном фазометре приводит к ложным показаниям, а в предлагаемом такой сбой вызывает лишь кратковременное и незначительное увеличение погрешности измерения.

Предлагаемое устройство работает по принципу перекрытия и может применяться для измерения в динамическом режиме сдвигов фаз + 180 ° 2 (m=1,2,3...) .

842623 вого триггера первого делителя частоты, а выход пятого элемента И-НЕ с первым входом шестого из указанных элементов, при этом также второй вход третьего и первый вход пятого элементов И-НЕ соединены с прямым выходом первого триггера второго делителя частоты, а выход третьего элемента И-НŠ— с первым входом четвертого аналогичного элемента, второй вход первого и первый вход седьмого элементов И-НЕ подключены к инверсному выходу первого триггера второго делителя частоты, а выход седьмого элемента И-НŠ— к первому входу восьмого элемента И-HE вторые входы второго и шестого элементов И-НЕ соединены со входом гервого триггера первого делителя частоты, а вторые входы четвертого и восьмого элементов И-НŠ— co входом первого триггера второго делителя частоты, входы формирователей импульсов соединены соответственно с выходами второго, четвертого, шестого и восьмого элементОв И-НЕ, а первые входы первого и второго элементов ИЛИ вЂ” с выходом первого формирователя импульсов, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом установки в "нуль" первого триггера первого делителя частоты, второй вход второго и первый вход третьего элементов ИЛИ вЂ” с выходом второго формирователя импульсов, а выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки в "нуль" первого триггера второго делителя частоты, при этом вторые входы первого и четвертого элементов ИЛИ соединены с выходом четвертого формирователя импульсов, а выход четвертого элемента ИЛИ вЂ” со входом установки в

"единицу" первого триггера второго делителя частоты, второй вход тре15 тьего и первый вход четвертого элементов ИЛИ соединены с выходом третьего формирователя импульсов, а выход третьего элемента ИЛИ подсоединен ко входу установки в "единицу" первого триггера первого делителя частоты, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 334527, кл. С 01 К 25/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Я, 410330, кл, G 01 R 25/00, 1974.

842623

9 иг. с

Составитель A.Ñòàðoñòèíà

Техред Н. Бабурка Корректор С.Шекмар

Редактор Л.Филь

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 5088/51 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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