SU1026068A1 - Устройство дл измерени отношени двух напр жений - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнени , первый вход которого соединен с общей шиной, a второй вход - через соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор подключен к первой входной шине, третий ключ, выход которого подключен к входу rtepBoro интегратора, блок определени  периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа , и четвертый ключ, отличающее с   тем, что, с целью повыше- . ВИЯ точности, в него дополнительно введены п тый, шестой и седьмой клю:чи , второй и третий элементы сравне .ни , второй интегратор, второй счетчик , блок фазовой автоподстройки частоты и блок управлени , причем выход генератора импульсов через четвертный ключ соединен с входом второ- го счетчика, втора  входна  шина через соединенные последовательно п тьай ключ и второй интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего элементов сравнени , второй вход третьего элемента сравнени  подключен к общей шине, a второй вход второго элемента сравнени  соединен с шиной порогового напр жени  и входом шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора и выхоI дом седьмого ключа, вход которого соединен с шиной вспомогательного (Л напр жени , выходы блока определени  периода помехи, всех элементов сравс нени , второго счетчика и генератора импульсов соединены с входами блока управлени , первый выход которого § соединен с управл ющими входами первого и третьего ключей, второй выход - с управл ющими входами второго и п того ключей, третий выход - с управл ющим входом седьмого ключа, ю з:) четвертый выход - с управл ющим вхо домШестого ключа и первым входом блока фазовой автоподстройки частоты э зь . и п тый выход - .с управл ющим входом четвертого ключа и вторым входом блока фазовой автоподстройки часX ) тоты, выход которого соединен с управл ющим входом генератора импульсов .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в преобразовател х отношени  двух напр жений в цифровой код.

Известно устройство дл  измерени-  отношени  двух напр жений, содержащее преобразователь логарифма отношений двух напр жений в интервал времени, формирователь экспоненциально-падающего напр жени , формирователь Образцового интервала времени nil.

Недостаток известного устройства заключаетс  в низкой помехозащищенности , вызванной тем, что воздействи помехи на входные напр жени  приводит -к изменению времени, за которое, экспоненциально-падающее напр жение измен етс  от первого входного напр жени  до второго.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  отнсидени  двух напр жений, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнени , первый вход которого соединен с общей шиной, а второй вход через соединенные последовательно второй ключ -и первый интегратор подключен к первой входной шине, третий ключ, выход которого подключен к входу первого интегратора, блок определе . ни  периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа, и четвертый ключ 2}.,

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерени  отношени  напр жений при воздействии помех промышленной сети, так как напр жение помех не устран етс  из второг напр жени .

Цель изобретени  - повышение точности устройства измерени  отношени  двух напр жений в услови х действи  помех промышленной- сети путем исключени  напр жени  помехи из обоих измер емых напр жений.

Поставленна - цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  отношени  двух напр жений, содержаще генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнени , первый вход которого соединен с общей шиной, а второй - с пер Бой входной шиной через соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор, третий ключ, выход которого подключен к входу первого интегратора , блок определени  периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа, и четвертый ; К.ПЮЧ, дополнительно введены п тый, шестой и седьмой ключи, второй и третий элементы сравнени , второй интегратор , второй счетчик, блок фазовой автоподстройки частоты и блок управлени , причем выход генератора импульсов через четвёртый ключ сое- динен с входом второго счетчика,втора  входна  шина через соединенные последовательно п тый ключ и В7ррой интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего элементов сранени , второй вход трэтд.ёго элемента сравнени  подключен к общей шине, а второй вход второго элелюнта сравнени  соединен с шиной порогового напржени  и входом шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора и выходом седьмого ключа вход которого соединен с шиной вспомогательного напр жени , выходы блока определени  периода помехи, всех элементов сравнени , второго счетчик и генератора импульсов соединены с входами блока управлени , первыйвыход которого соединен с управл ющими входами первого и третье го ключей второй выход - с управл ющими входам второго и п того ключей, третий выход - с управл ющим входом седьмого ключа, четвертый выход - с управл ющим входом шестого ключа и первым входом блока фазовой автоподстройки частоты и ПЯТЫЙ выход - с управл ющим входом четвертого -ключа и входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которогчэ соединен с управл нзщим входом генератора импульсов .

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  измерени  отношени  двух напр жений.

Устройство содержит блок 1 определени  периода помехи, ключи 2-8, интеграторы 9 и 10, элементы 11, 12 и 13 сравнени , счетчики 14 и 15, блок 16 фазовой автойодстройки частоты , блок 17 управлени  и генератор 18 импульсов, причем перва  входна  шина подключена к входу блока 1 определени  периода помехи и через соединенные последовательно ключ 3 и интегратор 9 к первому входу элемента 11 сравнени , второй вход которого соединен с общей шиной, втора  входна  шина через соединенные последовательно ключ 5 и интегратор 10 подключена к входу ключа 4, выход которого соединен с входом интегратора 9, к первому входу элемента 13 сравнени , второй вход которого соединен с общей ишной, и первому входу элемента 12 сравнени , второй вход которого соединен с шиной опорного напр жений и входом ключа б, выход которого соединен с входом интегратора 10 и выходом ключа 7,вход которого св зан с шиной вспомогательного напр жени , выход генератора 18 импульсов соединен с входами счетчиков 14 и 15 через ключи 2 и 8 соответственно а его управл ющий вход св зан с выходом блока 16 фазовой автоподстройки частоты, выходы блока 1 определени  периода помехи, элементов 11, 12 и 13 сравнени , счетчика 1 и генератора 18 импульсов подключены к входам блока 17 управлени , :первый выход которого соединен с управл ющими входами ключей 2 и 4, второй выход - с управл кицими входам . ключей 3 и 5,третий выход - с управл 1о1цим входом ключа 7, четвертый выx6д - с управл ккцим входом ключа 6 и первым входом блока 16 фазовой гютоподстройки частоты, а п тый - с управл ющим входом ключа 8 и вторым входом блока 16 фазовой автопсдстройки частоты.

Устройство работает следующим об разом..

В первом такте, длительнсУсть кото рого равна периоду noMekH Т, блок 17 управлени  замыкает ключи 3 и 5,при этом напр жение на выходе интеграторов 9 и 10 будет расти. Вли ние помехи на выходные напр жени  интеграторов 9 и 10 отсутствует, так как интегрирование входных наг1  жений происходит за период помехи.

В следующем такте блок 17 управлени  размыкает ключи 3 и 4 и зa вdкает ключи 2 и 4, при этом напр жение на выходе интегратора 10 остаетс  неизменным, а напр жение на выходе интегратора 9 под вли нием выходного напр жени  интегратора 10 лине1йно падает до нулевого значени . Кроме того, импульсы генератора 18 через ключ 2 заполн ют счетчик 14 пропорционально выходной величине, т.е. отношению напр жений Um и

В следующем такте блок 17 управлени  разкшкает ключи 2 и 4 и замыкает ключ 7, При этом напр жен е на выходе интегратора 10 под вли нием вспомогательного напр жени  Ugcn начинает расти до тех пор, пока оно не достигнет порогового уровн  и,При этом ключ 7 размыкаетс , очередным вспомогательным Импульсом блока 17 управлени  закыкаетс  ключ 6 и под вли нием ОПОР напр жение на выходе интегратора 10 линейно падает до нул . В момент Начала открывани  ключа 6 открываетс  ключ 8 и пропускает импульсы генератора 18 на вход счетчика 15. После переполнени  счет чика ключ 8 размыкаетс . Блок 16 фазовой автоподстройки частоты сравнивает длительности интервгшов, во врем  которых включены ключи 6 и 8. Есл длительность интервала включени  ключа 6 больше длительности интервала включени  ключа 8, то напр жение на выходе блока 16 измен етс  в такую сторону,.чтобы уменьшить частоту генератора 18 и наоборот. В конечном итоге через несколько циклов работы частота reHeipa-ropa 18 станет такой, что длительность замкнутого состо ни  ключа 6 (обратный ход интегратора 10) будет равна длителы ности замкнутого состо ни  ключа 8 (заполнение счетчика 15 има1ульсё1ми генератора 18). Поскольку длительность обратного хода интегратора 10 пропорциональна его посто нной времени , то и период следовани  импульсов генератсфа 18 также будет пропор ционапен посто нной времени интегратора 10. А так как длительность обратного хода ннтепратора 9 также пропорциональна посто нной времени второго интегратора, то число имшульсов , поступивших на вход счётчика 14, не будет зависеть от посто нной времени интегратора 10.

Действ1все ь«о, напр жени  на выходах инте рат з9ров 9 и 10 в конце первого такта йЬсле интегрировани  за врем  Т, равное периоду помехи, будут соо-гветственно равш

JiffXlX .

(1)

R.

UW4X .

(г)

R-2. С

где R Cj, и - посто: нныв времени интеграторов 9 и 10 соответственно.

Длительность обратного хода интегратора 9 равна

JJjL-JflC

(3)

Ил

Подставл   и и U- из (1) И (2) в (3), получим

Т, в Mt.J,B3-Ci«iCi „ „ЧйУ Й.С (1|) - , Ug.,, Длительность обратного хода интегратора 10 цод поздействивм. .порогового напр жени  от значени  UL до нул  равна«юр

т JJJBaBlCi,, .« с «П6Р

Поскольку за врем  Т генератор 18 после выхода блока 16 в установившийс  ражим автоподстройки вьщает число импульсов -Nj., где л, кость счетчика 15, то частота этого генератора равна

SS-. .Л.

(5) Т-г. RftCi

Т.

Число импульсов, поступакмцее на счетчик. 14 во врем  обратного-хода ; интегратора 9, равно N f j.« Т-,. Подставл   fj. из (5) и Т из (if), получим

« « .М2. , . R с - N (6) RaCz Uwa . Таким образом, введение в устройст .во дл  измерени  отношени  двух

напрйжений двух элементов сравнери / трех ключей, второго счетчика, второго интегратора и блоков управлени  и фазовой автоподстройки «эстоты позвол ет повысить точность измерени  отнсндени  за счет того, что, кик cyjeдует из-(6), результат преобразовани  не зависит от посто нных времени интеграторов. Кроме того, в устройстве осуществл етс  подавление помех по обоим шинам входных напр жений .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее генератор импульсов, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, первый элемент сравнения, первый вход которого соединен с общей шиной, а второй вход - через соединенные последовательно второй ключ и первый интегратор подключен к первой входной шине, третий ключ, выход которого подключен к входу Первого интегратора, блок определения периода помехи, вход которого соединен с входом второго ключа, и четвертый ключ, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены пятый, шестой и седьмой ключи, второй и третий элементы сравнения, второй интегратор, второй счет чик, блок фазовой автоподстройки частоты и блок управления, причем выход генератора импульсов через четвертный ключ соединен с входом второго счетчика, вторая входная шина через соединенные последовательно пятый ключ и второй интегратор подключена к входу третьего ключа и объединенным первым входам второго и третьего элементов сравнения, второй вход третьего элемента сравнения подключен к общей шине, а второй вход второго элемента сравнения соединен с шиной порогового напряжения и входом шестого ключа, выход которого соединен с входом второго интегратора и выходом седьмого ключа, вход которого соединен с шиной вспомогательного напряжения, выходы блока определения периода помехи, всех элементов сравнения, второго счетчика и генератора импульсов соединены с входами блока управления, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, второй выход - с управляющими входами второго и пятого ключей, третий выход - с управляющим входом седьмого ключа, четвертый выход - с управляющим входом ^шестого ключа и первым входом блока фазовой автоподстройки частоты •и пятый выход - с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора имSUm. 1026068 пульсов.