Преобразователь "фаза-напряжение

Преобразователь "фаза-напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300680 (21) 2946712/18;21 . с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 230482. Бюллетень ¹15

Дата опубликования описания 230482. ($g) М Кп 3

G 01 R 25/00

I осударствеииь|й комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (з) УДК 621. 317..772(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.С.Аважанский, A.Ì.Kàïëóíîâ, A.Ê.Kîíåí и О.К.Рогачев г

Всесоюзный ордена Трудового Красного Зн научно-исследовательский институт буровой технйКи-- --" (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА-НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к информационнб-измерительной технике и может быть использовано в различных устройствах для измерния неограниченных угловых перемещений и сдвигов фаз двух синусоидальных колебаний.

Известен преобразователь фазанапряжение содержащий формирователи импульсов, соответствующий моментам прохождения синусоид через нуль суммирующее, и вычитающее устройство, подключенные через диоды ко входу инерционного индикатора (1).

Недостаток известного устройстванизкая точность из-за наличия диодов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее формирователи, триггеры, согласующий усилитель, выпрямитель и коммутатор, выполненный на базе поляризованного реле (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность, обусловленная наличием аналоговых элементов.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе фаза-напряжение, содержащем опорный и измерительный формирователи, каждый из которых состоит из последовательно включенных нуль-органа и одновибратора,триггер с установочными входами, соединенными с выходами опорного и измерительного формирователей, а выходами через коммутатор с интегратором, коммутатор выполнен в виде двух элементов И, подключенных к элементу

ИЛИ и блока управления, содержащего инвертор, переключатель и дополнительный триггер с установочными входами, подключенными к выходам переключателя, а выходами - с соответствующими входами элементов И коммутатора, выход измерительного фдрмирователя соединен с первым и третьим входами переключателя, выход нуль-органа опорного; формирователя соединен с вторым, а через инверторс четвертым входами переключателя.

Прямой выход дополнительного триггера соединен с введенными последовательно включенными дополнительно интегратором и пороговым элементом.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема преобразователя фаза-,напряжение.

Преобразователь содержит опорный

1 и измерительный 2 формирователи, 922659 каждый из которых состоит из нульоргана и одновибратора, триггер 3 установочными входами, коммутатор

4 выходов триггера, интегратор 5, переключатель 6 дополнительный триггер 7, дополнительный интегратор 8, пороговое устройство (компаратор)9 и инвертор 10. Выходы интегратора 5 и порогового устройства 9 являются соответственно аналоговым и знаковым выходами преобразователя.

)О устройство работает следующим образом.

На выходы опорного и измерительного каналов поступают соответственно опорное и сдвинутое относительно опорного по фазе синусоидальные напряжения. В моменты прохождения пе-. редних фронтов синусоид через нуль. на выходах обоих каналов формируются короткие импульсы, сдвинутые друг 20 относительно друга на время, пропорциональное измеряемому сдвигу фаз.

Эти импульсы подаются на установочные входы триггера 3, причем .. на вход S подается импульс опорного канала, а на вход R — - измерительного.

На прямом выходе триггера 3 формируется последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна измеряемому сдвигу фаз

Ч,а на инверсном выходе-последовательность импульсов г длительностями, пропорциональными 2Ji — q . Импульсы с прямого или инверсного выхода триггера 3 через коммутатор 4 поступают

35 на вход интегратора 5, Напряжение на выходе интегратора 5 при соответствующем выборе его постоянной времени пропорционально постоянной составляющей последовательности импульсов, 40 бО му конъюнктору положительным уровнем опорного сигнала, снимаемого с выхода нуль-органа опорного канала. При этом триггер 7 устанавливается в положении 1 и удерживается в этом положении короткими импульсами,сникоторая в свою очередь пропорциональна их средней длительности за промежуток времени, зависящий от постоянной времени интегратора. Таким образом напряжение На выходе интегра 45 тора 5 связано линейно с измеряемым сдвигом фаз М, либо с величиной 2Хв зависимости.от состояния коммутатора 4 выходов триггера 3. Время усреднения измеряемой величины можно регулировать в широких пределах выбором постоянной времени интегратора. Для устранения скачкообразного изменения сигнала на входе интегратора 5 выходы триггера 3 коммутируются в моменты прохождения измеряемой величины угла сдвига фаэ через

0 и5 . При измерении измеряемого угла сдвига фаз в пределах от 0 до л переключатель 6 открыт по его верхнемаемыми с выхода измерительного канала и разрешает прохождение на вход интегратора 5 последовательности импульсов с прямого выхода триггера 3 через верхний конъюнктор коммутатора

4. Длительность этих импульсов, как указывалось выше, пропорциональна измеряемому углу сдвига фаз V . При измерении O в пределах от Jj до 2Х переключатель 6 открыт по своему нижнему конъюнктору нулевым уровнем опорного сигнала, подаваемого через инвертор 10, и короткие импульсы измерительного канала устанавливают триггер 7 в положение 0 и удерживают его в этом положении. При этом сигнал 1 с инверсного выхода триггера 7 разрешает прохождение на вход интегратора 5 по нижнему конъюнктору коммутатора 4 последовательности импульсов с инверсного выхода триггера .3. Длительность этих импульсов пропорциональна величине 2У- Ч.

Таким образом, длительность импульсов на входе интегратора 5 изменяется при изменении угла Ч с постоянной скоростью в пределах от 0 до 2Л . Поскольку напряжение на выходе интегра- тора одинаково для углов Ч и 2Л- g, необходимо дополнительно приписать этому напряжению знак(например, + или - ), в зависимости от того, в какой иэ областей 0-Л или Ji-2JI находится измеряемая величина. Этот знак фактически соответствует состоянию. триггера 7, который, как указывалось выше, находится в состоянии 1 при 0 < М < У и в состоянии 0 при 3I < V < %7 . Однако вследствие неизбежной временной задержки выходного напряжения интегратора 5 относительно измейения длительности импульсов на его входе при работе в динамическом режиме знак преобразования снимается не с выхода триггера 7, а сигнал с выхода этого триггера предварительно задерживается на некоторое время, зависящее от постоянной времени интегратора 5, с помощью интегратора 8 и порогового устройства (компаратора) 9, и, знак преобразования снимается с выхода порогового устройства, являющегося, таким образом, знаковым выходом преобразователя. Соответствукщим выбором постоянной времени интегратора 8 и порога срабатывания E „ компаратора 9 обеспечивается согласование момента перемены знака на его выходе с изменением напряжения на выходе интегратора 5. Описанная схема задержки перемены знака, включающая в себя инерционное. звено (интегратор 8) позволяет избежать ложной многократной перемены знака при колебаниях или возврата изменяемой величины в области временной задержки основного интегратора.

922659

ВНИИПИ Заказ 2575/60 Тираж 719 Подписное

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

Описанный преобразователь отлича-, ется от известного повышенной точностью преобразования угла сдвига фаз в напряжение благодяря устранению аналоговых преобразующих элементов, что является существенным преимущест- 5 вом при построении автоматических измерителей угловых перемещений и углов сдвига фаз, а также при использовании преобразователя в качестве элемента информационно-измерительных 10 систем и систем автоматического регулирования.

Формула изобретения !

1. Преобразователь фаза-напряжение, содержащий опорный и измерительный формирователи, каждый из которых состоит из последовательно включенных нуль-органа и одновибратора, триггер с установочными входами, соединенными с выходами опорного и измерительного формирователей, а выходами через коммутатор с интегратором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности коммутатор выполнен в виде . двух элементов.:

И, подключенных к элементу ИЛИ и блЬка управления, содержащего инвертор, переключатель и дополнительный триггер с установочными входами, подключенными к выходам переключателя, а выходами — с соответствующими входами элементов И коммутатора, выход измерительного формирователя соединен с первым и третьим входами переключателя, выход нуль-органа опорного формирователя соединен с вторым, а через инвертор — с четвертым входами переключателя.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что прямой выход дополнительного тригтера соединен с введенными последовательно включенными дополнительно интегратором и пороговым элементом.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Дворяшин Б.B. Кузнецов Л.И.

Радиотехнические измерения.М., Советское радио, 1978, с. 135-137.

2. Aaòîðñêþå свидетельсов СССР

Р 162246, кл. G 01 R 25/00, 1964.