RU2057294C1 - Instrument transducer - Google Patents
Instrument transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2057294C1 RU2057294C1 SU5028878A RU2057294C1 RU 2057294 C1 RU2057294 C1 RU 2057294C1 SU 5028878 A SU5028878 A SU 5028878A RU 2057294 C1 RU2057294 C1 RU 2057294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- resistors
- input
- output
- comparator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, к приборам для измерения величин, изменение которых может быть преобразовано в изменение активного или реактивного сопротивления элементов электрической цепи. The invention relates to measuring equipment, to devices for measuring quantities, the change of which can be converted into a change in the active or reactive resistance of the elements of the electric circuit.
Известен измерительный преобразователь цифровой термометр, содержащий последовательно включенные первый источник напряжения, резистивный преобразователь и первый резистор, последовательно соединенные второй источник напряжения, второй и третий резисторы, причем первый и второй источники напряжения выполнены в виде источников переменного напряжения, а их первые выходы и первые выходы резистивного преобразователя и второго резистора соединены с общей шиной [1] Преобразователь содержит также три компаратора, два элемента И, генератор и счетчик импульсов, дешифратор и блок индикации. Выход первого компаратора подключен к первому входу элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов и второго компаратора, а выход подключен к счетному входу счетчика импульсов. Третий компаратор и дешифратор предназначены для управления работой элемента И и счетчика ммпульсов и представляют собой по-обществу блок управления. Два входа блока управления подключены к двум выходам второго источника напряжения, а первый и второй его выходы соединены соответственно с четвертым входом элемента И и обнуляющим входом счетчика импульсов. A known measuring transducer is a digital thermometer containing a first voltage source connected in series, a resistive converter and a first resistor, a second voltage source connected in series, a second and third resistors, the first and second voltage sources being made in the form of AC voltage sources, and their first outputs and first outputs a resistive converter and a second resistor are connected to a common bus [1] The converter also contains three comparators, two AND elements, a generator and a pulse counter, a decoder and an indication unit. The output of the first comparator is connected to the first input of the And element, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the pulse generator and the second comparator, and the output is connected to the counting input of the pulse counter. The third comparator and decoder are designed to control the operation of the And element and the mm pulse counter and constitute a control unit in the community. Two inputs of the control unit are connected to two outputs of the second voltage source, and its first and second outputs are connected respectively to the fourth input of the And element and the zeroing input of the pulse counter.
С помощью известного устройства осуществляется фазометрическое измерение температур. Изменение температуры резистивного преобразователя преобразуется в изменение разности фаз между двумя электрическими сигналами. Один из этих сигналов наблюдается между первым и вторым входами первого компаратора, а другой между первым и вторым входами второго компаратора. С помощью компараторов, генератора импульсов и элемента И фазовый сдвиг между сигналами преобразуется в число импульсов, накапливаемых в счетчике импульсов, пропорциональное измеряемой величине, которую можно считывать с блока индикации. Using the known device is carried out phase measurement of temperatures. The change in temperature of the resistive converter is converted into a change in the phase difference between the two electrical signals. One of these signals is observed between the first and second inputs of the first comparator, and the other between the first and second inputs of the second comparator. Using comparators, a pulse generator and an AND element, the phase shift between the signals is converted into the number of pulses accumulated in the pulse counter, proportional to the measured value, which can be read from the display unit.
Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений, что обусловлено нелинейностью градуировочной характеристики. A disadvantage of the known device is the low accuracy of the measurements, due to the nonlinearity of the calibration characteristics.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измерительный преобразователь, содержащий последовательно включенные первый источник напряжения, первый и второй резисторы, последовательно соединенные второй источник напряжения, третий и четвертый резисторы, причем источники напряжения выполнены в виде источников переменного напряжения, их первые выходы и первые выходы первого и третьего резисторов соединены с общей шиной, сопротивление первого резистора зависит от измеряемой величины, а сопротивление второго, третьего и четвертого резисторов не зависит от нее [2] Преобразователь содержит первый и второй компараторы, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента И, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетному входу счетчика импульсов, соединенного с запоминающим устройством. Преобразователь содержит также блок управления, включающий компаратор и дешифратор. Блок управления подключен входом параллельно первому источнику напряжения, а два его выхода соединены соответственно с входом загрузки счетчика импульсов и с четвертым входом элемента И. The closest in technical essence to the proposed one is a digital measuring transducer containing a series-connected first voltage source, first and second resistors, series-connected second voltage source, third and fourth resistors, and voltage sources are made in the form of AC voltage sources, their first outputs and first the outputs of the first and third resistors are connected to a common bus, the resistance of the first resistor depends on the measured value, and the resistance is W The second, third and fourth resistors are independent of it [2] The converter contains the first and second comparators, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the And element, the third input of which is connected to the output of the pulse generator, and the output is connected to the counting input of the pulse counter, connected to the storage device. The converter also contains a control unit including a comparator and a decoder. The control unit is connected by input parallel to the first voltage source, and its two outputs are connected respectively to the load input of the pulse counter and to the fourth input of the element I.
При работе преобразователя фаза опорного сигнала, наблюдаемого между первым и вторым входами первого компаратора, не изменяется от измеряемой величины, а фаза сигнала, наблюдаемого между первым и вторым входами второго компаратора, зависит от нее. При этом фазовый сдвиг между сигналами на входах первого и второго компараторов преобразуется ими с помощью генератора импульсов, элемента И, запоминающего устройства и блока управления в число импульсов, накапливаемых в счетчике импульсов, равное измеряемой величине, которую считывают с блока индикации. During operation of the converter, the phase of the reference signal observed between the first and second inputs of the first comparator does not change from the measured value, and the phase of the signal observed between the first and second inputs of the second comparator depends on it. In this case, the phase shift between the signals at the inputs of the first and second comparators is converted by them using a pulse generator, an element And, a storage device and a control unit into the number of pulses accumulated in the pulse counter, which is equal to the measured value that is read from the display unit.
Недостатком этого преобразователя является невысокая точность измерений. Это обусловлено следующими причинами. Для получения достаточно хорошей чувствительности измерений необходимо выбирать угол фазового сдвига α между напряжениями первого и второго источников, равным 8-15о. При этом фазовый сдвиг между сигналами на входах первого и второго компараторов, по которому судят о измеряемой величине, в значительной степени зависит от угла α и при изменении последнего под воздействием различных мешающих факторов в результат измерения вносится значительная погрешность. Кроме того, ошибку в результат измерения вносит нелинейность градуировочной характеристики.The disadvantage of this Converter is the low accuracy of the measurements. This is due to the following reasons. To obtain a sufficiently good measurement sensitivity, it is necessary to choose the angle of the phase shift α between the voltages of the first and second sources, equal to 8-15 about . In this case, the phase shift between the signals at the inputs of the first and second comparators, by which the measured value is judged, largely depends on the angle α, and when the latter changes under the influence of various interfering factors, a significant error is introduced into the measurement result. In addition, the nonlinearity of the calibration characteristic introduces an error in the measurement result.
Другим недостатком преобразователя является узость его функциональных возможностей, например невозможность измерения разности двух величин, коррекции показаний по величине, вносящей погрешность, или невозможность измерения величины, изменение которой может быть преобразовано в изменение электрической емкости или индуктивности. Another disadvantage of the converter is the narrowness of its functional capabilities, for example, the impossibility of measuring the difference of two quantities, the correction of readings by the value introducing an error, or the impossibility of measuring the value, a change of which can be converted into a change in electric capacitance or inductance.
Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. The aim of the invention is to improve the accuracy and expansion of the functionality of the device.
Повышение точности измерений достигается тем, что в измерительный преобразователь, содержащий последовательно включенные первый источник напряжения, первый и второй резисторы, последовательно соединенные второй источник напряжения, третий и четвертый резисторы, причем источники напряжения выполнены в виде источников переменного напряжения, их первые выходы и первые выходы первого и третьего резисторов соединены с общей шиной, сопротивление первого резистора зависит от измеряемой величины, а сопротивление второго, третьего и четвертого резисторов не зависит от нее, элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого компаратора, второго компаратора и генератора импульсов, а выход подключен к счетному входу счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом запоминающего устройства, а обнуляющий вход подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с четвертым входом элемента И, а вход подключен параллельно первому источнику напряжения, и блок индикации, дополнительно введены пятый и шестой резисторы, последовательно соединенные с первым источником напряжения, седьмой и восьмой резисторы, последовательно подключенные к второму источнику напряжения, девятый и десятый резисторы, последовательно соединенные с первым источником напряжения, одиннадцатый и двенадцатый резисторы, последовательно подключенные к второму источнику напряжения, при этом сопротивления всех дополнительно введенных резисторов не зависят от измеряемой величины, первые выходы пятого, седьмого, девятого и одиннадцатого резисторов соединены с общей шиной, сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к общей точке первого и второго резисторов и к общей точке третьего и четвертого резисторов, третий и четвертый входы соединены соответственно с общей точкой пятого и шестого резисторов и с общей точкой седьмого и восьмого резисторов, а первый и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам второго компаратора, причем первый и второй входы первого компаратора соединены соответственно с общей точкой девятого и десятого резисторов и с общей точкой одиннадцатого и двенадцатого резисторов, а третий выход блока управления подключен к второму входу запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока индикации. Improving the accuracy of measurements is achieved by the fact that in the measuring transducer containing the first connected voltage source in series, the first and second resistors, the second voltage source connected in series, the third and fourth resistors, the voltage sources being made in the form of AC voltage sources, their first outputs and first outputs the first and third resistors are connected to a common bus, the resistance of the first resistor depends on the measured value, and the resistance of the second, third and four of the resistors does not depend on it, the element And, the first, second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the first comparator, second comparator and pulse generator, and the output is connected to the counting input of the pulse counter, the output of which is connected to the first input of the storage device, and zeroing the input is connected to the first output of the control unit, the second output of which is connected to the fourth input of the And element, and the input is connected in parallel with the first voltage source, and the display unit, the fifth and second ohm resistors connected in series with the first voltage source, seventh and eighth resistors connected in series with the second voltage source, ninth and tenth resistors connected in series with the first voltage source, eleventh and twelfth resistors connected in series with the second voltage source, while the resistances of all additionally introduced resistors are independent of the measured value, the first outputs of the fifth, seventh, ninth and eleventh resistors are connected to a common a bus, an adder, the first and second inputs of which are connected respectively to the common point of the first and second resistors and to the common point of the third and fourth resistors, the third and fourth inputs are connected respectively to the common point of the fifth and sixth resistors and to the common point of the seventh and eighth resistors, and the first and second outputs are connected respectively to the first and second inputs of the second comparator, and the first and second inputs of the first comparator are connected respectively to a common point of the ninth and tenth resistors and to a common point eleventh and twelfth resistors, and the third output of the control unit is connected to the second input of the storage device, the output of which is connected to the input of the display unit.
Расширение функциональных возможностей устройства достигается тем, что часть резисторов измерительного преобразователя с сопротивлением, не зависящим от измеряемой величины, или все они выполнены так, что их сопротивления зависят от измеряемой или другой интересующей величины. The expansion of the functionality of the device is achieved by the fact that part of the resistors of the measuring transducer with a resistance independent of the measured value, or all of them are made so that their resistance depends on the measured or other value of interest.
Расширение функциональных возможностей достигается также тем, что часть резисторов или все они выполнены в виде элементов электрической цепи, обладающих чисто реактивными или смешанными (активным и реактивными) сопротивлениями, зависимыми или независимыми от измеряемой или другой интересующей величины. The expansion of functionality is also achieved by the fact that part of the resistors or all of them are made in the form of elements of an electrical circuit having purely reactive or mixed (active and reactive) resistances, dependent or independent of the measured or other value of interest.
Введение в измерительный преобразователь дополнительных резисторов и сумматора позволяет получить на выходе последнего суммарный сигнал, а на входе первого компаратора опорный сигнал и судить об измеряемой величине по фазовому сдвигу между этими сигналами. При этом для получения достаточно хорошей чувствительности измерений нет необходимости выбирать угол α равным 8-15о, как по прототипу, а можно выбрать его большим, например равным 60-120о. Тогда небольшие изменения угла α, проявляющиеся, например, в виде флуктуаций, неизбежных в реальных устройствах, будут оказывать на результат измерения гораздо меньшее влияние, что и обеспечит выигрыш в точности измерений с помощью предлагаемого измерительного преобразователя по сравнению с прототипом.The introduction of additional resistors and an adder into the measuring transducer makes it possible to obtain a total signal at the output of the latter, and a reference signal at the input of the first comparator and judge the measured value by the phase shift between these signals. Moreover, to obtain a sufficiently good measurement sensitivity, there is no need to choose the angle α equal to 8-15 about , as in the prototype, but you can choose it large, for example equal to 60-120 about . Then, small changes in the angle α, manifested, for example, in the form of fluctuations that are unavoidable in real devices, will have a much smaller effect on the measurement result, which will ensure a gain in the accuracy of measurements using the proposed measuring transducer compared to the prototype.
Точность измерений повышается также за счет того, что в предлагаемом устройстве выход счетчика импульсов связан с входом блока индикации не непосредственно, как в прототипе, а через запоминающее устройство. Это позволяет скорректировать нелинейность градуировочной характеристики, присущую фазометрическим измерительным преобразователям, и тем самым повысить точность измерений. The measurement accuracy is also increased due to the fact that in the proposed device the output of the pulse counter is connected to the input of the display unit not directly, as in the prototype, but via a storage device. This allows you to correct the nonlinearity of the calibration characteristic inherent in phase-measuring transducers, and thereby improve the accuracy of measurements.
Эффект расширения функциональных возможностей измерительного преобразователя проявляется, например, в том, что его можно использовать в качестве расходомера жидкости в трубопроводе с сужающим устройством, основанного на регистрации перепада давлений до и после него. Для этого, например первый резистор выполняется в виде реактивного сопротивления (индуктивности), зависящего от давления, и помещается с одной стороны от сужающего устройства, третий резистор, выполненный аналогично первому, помещается с другой стороны от сужающего устройства, а девятый и двенадцатый резисторы выполняются зависимыми от температуры с целью коррекции показаний измерительного преобразования по температуре жидкости, расход которой измеряется (поскольку от температуры зависит плотность жидкости, что вносит дополнительную погрешность в измерении). The effect of expanding the functionality of the measuring transducer is manifested, for example, in that it can be used as a liquid flow meter in a pipeline with a constricting device, based on the registration of pressure drops before and after it. For this, for example, the first resistor is made in the form of a reactance (inductance), which depends on pressure, and is placed on one side of the constriction device, the third resistor, made similar to the first, is placed on the other side of the constriction device, and the ninth and twelfth resistors are made dependent temperature to correct the readings of the measurement conversion by the temperature of the liquid, the flow rate of which is measured (since the density of the liquid depends on the temperature, which makes an additional error in measurement).
На фиг. 1 представлена структурная схема измерительного преобразователя; на фиг. 2 векторная схема; на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 4 структурная схема блока управления; на фиг 5 временная диаграмма, поясняющая его работу. In FIG. 1 is a structural diagram of a measuring transducer; in FIG. 2 vector diagram; in FIG. 3 time charts explaining his work; in FIG. 4 block diagram of the control unit; Fig. 5 is a timing chart explaining its operation.
Измерительный преобразователь содержит (фиг. 1) девятый 1 (R9), пятый 2 (R5), первый 3 (R1), третий 4 (R3), седьмой 5 (R7), одиннадцатый 6 (R11) резисторы, первый 7 и второй 8 источники напряжения, десятый 9 (R10), шестой 10 (R6), второй 11 (R2), четвертый 12 (R4), восьмой 13 (R8) и двенадцатый 14 (R12) резисторы, блок 15 управления, первый 16 и второй 20 компараторы, сумматор 17, генератор 18 импульсов, элемент И 19, cчетчик 21 импульсов, запоминающее устройство 22 и блок 23 индикации. The measuring transducer contains (Fig. 1) the ninth 1 (R9), fifth 2 (R5), first 3 (R1), third 4 (R3), seventh 5 (R7), eleventh 6 (R11) resistors, first 7 and second 8 voltage sources, tenth 9 (R10), sixth 10 (R6), second 11 (R2), fourth 12 (R4), eighth 13 (R8) and twelfth 14 (R12) resistors,
Первый 3 и второй 11 резисторы последовательно включены с первым источником 7 напряжения, последовательно с которым соединены пятый 2 и шестой 10 резисторы. Третий 4 и четвертый 12 резисторы соединены последовательно с вторым источником 8 напряжения, последовательно которому подключены седьмой 5 и восьмой 13 резисторы. Девятый 1 и десятый 9 резисторы последовательно соединены с первым источником 7 напряжения, а одиннадцатый 6 и двенадцатый 14 резисторы последовательно подключены к второму источнику 8 напряжения. Первые выходы первого 7 и второго 8 источников напряжения, девятого 1, пятого 2, первого 3, третьего 4, седьмого 5 и одиннадцатого 6 резисторов соединены с общей шиной (на фиг. 1 не обозначена). Блок 15 управления входами подключен параллельно первому источнику 7 напряжения, а его первый, второй и третий выходы соединены соответственно с обнуляющим входом счетчика 21 импульсов, с четвертым входом элемента И 19 и с вторым входом запоминающего устройства 22. Первый и второй входы первого компаратора 16 соединены соответственно с общей точкой девятого 1 и десятого 9 резисторов и с общей точкой одиннадцатого 6 и двенадцатого 14 резисторов, а его выход подключен к первому входу элемента И 19. Первый и второй входы сумматора 17 подключены соответственно к общей точке первого 3 и второго 11 резисторов и к общей точке третьего 4 и четвертого 12 резисторов, его третий и четвертый входы соединены соответственно с общей точкой пятого 2 и шестого 10 резисторов и с общей точкой седьмого 5 и восьмого 13 резисторов, а первый и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам второго компаратора 20, соединенного выходом с вторым входом элемента И 19, третий вход которого подключен к выходу генератора 18 импульсов, а выход соединен со счетным входом счетчика 21 импульсов. Первый вход запоминающего устройства 22 подключен к выходу счетчика 21 импульсов, а выход соединен с входом блока 23 индикации. The first 3 and second 11 resistors are connected in series with the first voltage source 7, in series with which the fifth 2 and sixth 10 resistors are connected. The third 4 and fourth 12 resistors are connected in series with the second voltage source 8, in series with which the seventh 5 and eighth 13 resistors are connected. The ninth 1 and tenth 9 resistors are connected in series to the first voltage source 7, and the eleventh 6 and twelfth 14 resistors are connected in series to the second voltage source 8. The first outputs of the first 7 and second 8 voltage sources, ninth 1, fifth 2, first 3, third 4, seventh 5 and eleventh 6 resistors are connected to a common bus (not indicated in Fig. 1). The
Измерительный преобразователь построен на известных элементах аналоговых и цифровых микросхемах, выпускаемых отечественной промышленностью. В качестве элементов электрической цепи с сопротивлениями, независимыми от измеряемой величины, используются радиодетали, а с сопротивлениями, зависимыми от нее или от другой интересующей величины, могут быть использованы терморезисторы для измерения температуры, индуктивности для измерения перемещений, емкости для измерения, например, влажности, толщины материала, уровня жидкости и т.д. The measuring transducer is built on the well-known elements of analog and digital microcircuits manufactured by the domestic industry. As elements of an electric circuit with resistances independent of the measured quantity, radio components are used, and with resistances dependent on it or another value of interest, thermistors can be used to measure temperature, inductance to measure displacements, capacitances to measure, for example, humidity, material thickness, liquid level, etc.
На примере применения полупроводникового термосопротивления (терморезистора) в качестве первого резистора 3, сопротивление которого зависит от измеряемой величины (температуры), работа предлагаемого измерительного преобразователя осуществляется следующим образом. Using an example of the use of a semiconductor thermal resistance (thermistor) as the first resistor 3, the resistance of which depends on the measured value (temperature), the operation of the proposed measuring transducer is as follows.
В результате протекания тока по первому резистору 3 на нем образуется сигнал А1 (фиг. 3а), которому соответствует вектор (фиг. 2), а в результате протекания тока по третьему резистору 4 на нем образуется сигнал А3 (фиг. 3а), которому соответствует вектор (фиг. 2). Фазы сигналов А1 и А3 не совпадают, а сдвинуты на угол α (фиг. 2) угол фазового сдвига между напряжениями источников 7 и 8. Сигнал А1 изменяется по амплитуде в результате изменения сопротивления первого резистора 3 из-за изменения измеряемой величины. На нижней границе диапазона измерений этому сигналу соответствует вектор (фиг. 2). Сигнал В1 (фиг. 3а), которому соответствует вектор (фиг. 2), равный разности сигналов А1 и А3, наблюдается между общей точкой первого 3 и второго 11 резисторов и общей точкой третьего 4 и четвертого 12 резисторов. Сигнал В1 изменяется по амплитуде и по фазе из-за изменения сигнала А1, т.е. в результате изменения измеряемой величины. Этому сигналу на нижней границе диапазона измерений соответствует вектор BIн(фиг. 2). Аналогично, как разность сигналов на пятом и седьмом резисторах, образован сигнал В (фиг. 3б), которому соответствует вектор (фиг. 2), однако этот сигнал не изменяется от измеряемой величины. Сигнал В наблюдается между общей точкой пятого 2 и шестого 10 резисторов и общей точкой седьмого 5 и восьмого 13 резисторов.As a result of the current flowing through the first resistor 3, a signal A1 is formed on it (Fig. 3a), which corresponds to the vector (Fig. 2), and as a result of the current flowing through the third resistor 4, a signal A3 is formed on it (Fig. 3a), which corresponds to the vector (Fig. 2). The phases of the signals A1 and A3 do not coincide, but are shifted by an angle α (Fig. 2), the phase shift angle between the voltages of sources 7 and 8. The signal A1 changes in amplitude as a result of a change in the resistance of the first resistor 3 due to a change in the measured value. At the lower boundary of the measuring range, this signal corresponds to a vector (Fig. 2). The signal B1 (Fig. 3A), which corresponds to the vector (Fig. 2), equal to the difference of signals A1 and A3, is observed between the common point of the first 3 and second 11 resistors and the common point of the third 4 and fourth 12 resistors. Signal B1 changes in amplitude and phase due to a change in signal A1, i.e. as a result of a change in the measured quantity. This signal at the lower boundary of the measuring range corresponds to the vector BI n (Fig. 2). Similarly, as the difference of the signals at the fifth and seventh resistors, signal B is formed (Fig. 3b), which corresponds to the vector (Fig. 2), however, this signal does not change from the measured value. Signal B is observed between the common point of the fifth 2 and sixth 10 resistors and the common point of the seventh 5 and eighth 13 resistors.
Сигнал В1 поступает на первый и второй входы сумматора 17, а на его третий и четвертый входы поступает в противофазе сигнал В. С помощью сумматора 17 сигнал В вычитается (суммируется в противофазе) из сигнала В1, в результате чего на выходе сумматора 17 образуется сигнал С (фиг. 3б), которому соответствует вектор (фиг. 2). Суммарный сигнал С изменяется по амплитуде и по фазе при изменении сигнала В1 из-за изменения измеряемой величины. На нижней границе диапазона измерений сигналу С соответствует вектор (фиг. 2).Signal B1 is supplied to the first and second inputs of adder 17, and signal B is in antiphase to signal B. Using adder 17, signal B is subtracted (summed in antiphase) from signal B1, as a result of which signal C is generated at the output of adder 17 (Fig. 3b), which corresponds to the vector (Fig. 2). The total signal C changes in amplitude and phase when the signal B1 changes due to a change in the measured value. At the lower boundary of the measuring range, signal C corresponds to a vector (Fig. 2).
Аналогично сигналу В образован сигнал 0 (фиг. 3б), которому соответствует вектор О (фиг. 2). Сигнал О равен разности сигналов на девятом 1 и одиннадцатом 6 резисторах и не изменяется при изменении измеряемой величины. Этот сигнал наблюдается между общей точкой девятого 1 и десятого резисторов и общей точкой одиннадцатого 6 и двенадцатого 14 резисторов. Similarly to signal B, signal 0 is formed (Fig. 3b), which corresponds to the vector O (Fig. 2). The signal O is equal to the difference of the signals at the ninth 1 and eleventh 6 resistors and does not change when the measured value changes. This signal is observed between the common point of the ninth 1 and tenth resistors and the common point of the eleventh 6 and twelfth 14 resistors.
Информацию об измеряемой величине несет фаза γ (фиг. 2) суммарного сигнала С, отсчитываемая от фазы сигнала О, принимаемой за начало отсчета. На нижней границе диапазона измерений этой фазе соответствует фазовый угол γн (фиг. 2).Information about the measured value is carried by the phase γ (Fig. 2) of the total signal C, counted from the phase of the signal O, taken as the reference point. At the lower boundary of the measurement range, this phase corresponds to a phase angle γ n (Fig. 2).
Преобразование фазы γ, т.е. преобразование измеряемой величины в сигнал на выходе измерительного преобразователя, удобный для наблюдения, осуществляется следующим образом. Сигнал О поступает на первый и второй входы первого компаратора 16, на выходе которого образуются импульсы (фиг. 3в) длительностью Т/2 (Т период напряжения источников 7 и 8), а суммарный сигнал С поступает на первый и второй входы второго компаратора 20, на выходе которого формируются импульсы (фиг. 3г) такой же длительности. На выходах блока 15 образуются импульсы (фиг. 3д, е, ж) длительностью в несколько периодов Т (например, 2Т, как показано на фиг. 3), формируемые в результате изменения знака напряжения первого источника 7, поступающего на первый и второй входы блока 15. При этом такой импульс появляется сначала на первом выходе блока 15 управления (фиг. 3д), затем на его втором выходе (фиг. 3е), затем на третьем выходе (фиг. 3ж). После этого импульс снова появляется на первом выходе блока 15, затем на втором выходе и т.д. в цикле, которые повторяются в течение всего времени работы измерительного преобразователя. Импульс с первого выхода блока 15 поступает на обнуление счетчика 21 импульса, с второго выхода на четвертый вход элемента И 19, с третьего выхода на второй вход запоминающего устройства 22. За время импульса на втором выходе блока 15 (фиг. 3е) в каждом цикле работы измерительного преобразователя элемент И 19 пропускает импульсы с выхода генератора 18 импульсов на счетный вход счетчика 21, (фиг. 3з), причем за первый период Т1 (фиг. 3е) пропускается число импульсов n1, а за второй период Т2 (фиг. 3е) n2 импульсов (фиг. 3з). Каждое из чисел n1 и n2 пропорционально углам γ1 и γ2 (фиг. 3б). Наблюдаемым соответственно в течение периодов Т1 и Т2. Эти углы представляют собой измеренные мгновенные значения угла γ (фиг. 2), по которому судят о измеряемой величине, и хотя последняя в течение периода Т1 имеет такое же значение, что и в течение периода Т2(фиг. 3е) (измеряемая величина практически не изменяется за время 2Т), углы γ1 и γ2 и числа n1 и n2 могут быть не равны между собой из-за наличия случайных малых помех, носящих, например, характер флуктуаций. За суммарное время Т1 и Т2 в счетчике 21 импульсов накапливается число N импульсов, равное сумме чисел n1 и n2. Число N пропорционально углу γ и более точно отражает его в цифровом виде, чем каждое из чисел n1 или n2, поскольку в меньшей степени подвержено искажению флуктуационным помехам (из-за суммирования отсчетов).Phase transformation γ, i.e. the conversion of the measured value into a signal at the output of the measuring transducer, convenient for observation, is carried out as follows. The signal O arrives at the first and second inputs of the first comparator 16, at the output of which pulses are generated (Fig. 3c) of duration T / 2 (T is the voltage period of sources 7 and 8), and the total signal C goes to the first and second inputs of the second comparator 20, at the output of which pulses are formed (Fig. 3d) of the same duration. At the outputs of
Число N поступает с выхода счетчика 21 импульсов на первый вход запоминающего устройства 22, который является адресным входом. Устройство 22 представляет собой постоянное запоминающее устройство, в ячейках которого с номерами (адресами) от l-го до m-го запомнены (записаны) числа, равные дискретным значениям измеряемой величины в диапазоне от нижнего до верхнего значения. С приходом импульса (фиг. 3ж) с третьего выхода блока 15 на второй вход запоминающего устройства 22, на выход последнего из его ячейки под номером N поступает число, равное текущему значению измеряемой величины, которое индицируется на блоке 23. При изменении измеряемой величины изменяется угол γ, а следовательно, изменяется число N, определяющее номер ячейки устройства 22, так что число, записанное в N-й ячейке, всегда равно текущему значению измеряемой величины. The number N comes from the output of the counter 21 pulses to the first input of the storage device 22, which is an address input. The device 22 is a permanent storage device, in the cells of which with numbers (addresses) from the l-th to the m-th numbers are stored (written) equal to the discrete values of the measured quantity in the range from lower to upper values. With the arrival of a pulse (Fig. 3g) from the third output of
Таким образом, в каждом цикле работы измерительного преобразователя сначала обнуляется счетчик 21 импульсов, затем в нем накапливается число N, а затем из ячейки N запоминающего устройства 22 на вход блока 23 поступает число, равное текущему значению измеряемой величины, которое можно наблюдать на нем визуально. Thus, in each operating cycle of the measuring transducer, the pulse counter 21 is first reset to zero, then the number N is accumulated in it, and then a number equal to the current value of the measured value, which can be observed visually, is received from the cell N of the memory device 22 at the input of the block 23.
Блок 15 управления (фиг. 4) содержит третий компаратор 24, делитель 25 частоты и дешифратор 26. Входы компаратора 24 (фиг. 4) являются входами блока 15 управления (фиг. 1). Выход компаратора 24 подключен к входу делителя 25 частоты, выход которого соединен с входом дешифратора 26. Три выхода дешифратора 26 являются тремя выходами блока 15 управления. The control unit 15 (Fig. 4) contains a
В положительные полупериоды напряжения Е1 (фиг. 5а) первого источника 7 напряжения на выходе компаратора 24 образуются импульсы (фиг. 5б) длительностью Т/2. С помощью делителя 25 частоты, в качестве которого может быть использован двоичный счетчик, эти импульсы преобразуются в импульсы на его выходе (фиг. 5в) длительностью Т. Последние поступают на дешифратор 26, на трех выходах которого последовательно в цикле формируются импульсы (фиг. 5г, д, е). In the positive half-periods of voltage E1 (Fig. 5a) of the first voltage source 7, pulses (Fig. 5b) of duration T / 2 are generated at the output of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5028878 RU2057294C1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Instrument transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5028878 RU2057294C1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Instrument transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2057294C1 true RU2057294C1 (en) | 1996-03-27 |
Family
ID=21597663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5028878 RU2057294C1 (en) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | Instrument transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2057294C1 (en) |
-
1992
- 1992-02-25 RU SU5028878 patent/RU2057294C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1682835, кл. G 01K 7/00, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1770567, кл. G 01K 7/00, 1992. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4196475A (en) | Method of and apparatus for automatic measurement of impedance or other parameters with microprocessor calculation techniques | |
Brown | A precision CTD microprofiler | |
US4342089A (en) | Method of and apparatus for automatic measurement of circuit parameters with microprocessor calculation techniques | |
RU2143120C1 (en) | Method and device for voltage measuring | |
Houtzager et al. | Switching sampling power meter for frequencies up to 1 MHz | |
RU2057294C1 (en) | Instrument transducer | |
US4321544A (en) | Method and improved apparatus for obtaining temperature-corrected readings of ion levels and readings of solution temperature | |
CA2214241A1 (en) | Rms converter using digital filtering | |
US6469492B1 (en) | Precision RMS measurement | |
US3068410A (en) | Expanded scale electrical measuring system having high temperature stability | |
US3688573A (en) | Means for determining flow rate and volume of a flowing fluid mass | |
CN113721305A (en) | Fixed-frequency humidity measurement system and method and readable storage medium | |
Shapiro et al. | Thermal watt-transfer standard | |
JPH06207955A (en) | Pi/2 phase shift circuit, reactive energy meter and composite meter employing it | |
JPH052185B2 (en) | ||
GB2093300A (en) | Multi-range measuring apparatus with automatic range changing | |
RU2267791C2 (en) | Harmonic process amplitude meter (versions) | |
US4654585A (en) | Phase detection method | |
RU1775606C (en) | Digital instrument transducer | |
SU828121A1 (en) | Device for measuring capacitor capacitance | |
US4012695A (en) | Method and apparatus for quality control of semiconductor devices and integrated circuits | |
Cvetkovski | Measuring Resistance with an Uncalibrated Voltmeter | |
SU1698813A1 (en) | Integrating digital voltmeter | |
Crisp | Getting the best out of long scale DMMs in metrology applications | |
SU1704195A1 (en) | Apparatus tv study semiconductor deep-lying levels |