SU1182671A1 - Преобразователь сигналов датчиков переменного тока - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий аналого-цифровой преобразователь , первый и второй интеграторы, первый и второй ключи, датчик и источник опорного напр жени , выход которого соединен с входом датчика, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого и второго интеграторов соответственно, выход первого интегратора соединен с измерительным входом аналого-цифрового преобразовател , выходы которого  вл ютс  выходами устройства, о тл и чающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены коммзггатор, первый и второй выпр мители, первый и второй блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, цифроаналоговьй преобразователь , регистр и блок управлени , выход источника опорного напр жени  соединен с входом блока управлени , первым входом коммутатора и через второй выпр митель с входом второго ключа, выход датчика соединен с вторым входом коммутатора, выход которого через первый выпр митель .соединен с входом первого ключа, а .управл ющий вход коммутатора объединен с первыми входами элементов И первого блока и подключен к первому выходу блока управлени , выход второго интегратора соединен с эталонным входом цифроаналогового преобразовател , выход которого соединен с эталонным входом аналого-цифрового преобразовател , выходы которого подключены к соответствующим входам регистра, выходы которого соединены с первыми входами элементов И второго блок, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ блока, вторые входы элементов И первого блока соединены с шиной источника питани , а выходы - с вторыми входами элементов ИЛИ блока, выходы которого соединены с соответствующими цифровыми входами цифроаналогового преобразовател , второй выход блока управлени  соединен с .управл ющими входами первого и второго ключей, третий выход - с управл ющими входами первого i второго интеграторов, четвертый выход - с вторыми входами элементов И второго о блока, а п тый выход подключен к управл ющему входу аналого-цифрового преобразовател . 2. Преобразователь по пЛ, отличающийс  тем, что блок управлени  состоит из усилител -ограничител , счетчика, трех инверторов и двух элементов И, вход блока управлени  соединен с входом усилител -ограничител , выход которого соединен с входом счетчика, с первым

Description

входом первого элемента И и через первый инвертор - с первым входом второго элемента И, первый выход счетчика соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и через второй инвертор - с вторым выходом блока.управлени , второй выход счетчика подключен к первому выходу блока управлени  и через третий инвертор к четвертому выходу блока управлени , выходы первого и второго элементов И соединены с третьим и п тым выходами блока управлени  соответственно.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано в информахдюнно-измерительных системах. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани  сигна лов переменного тока. На фиг.. 1 представлена функциона на  схема преобразовател ; на фиг.2 функ1{иональна  схема блока улравлени . Преобразователь содержит датчик источник 2 опорного напр жени , выход , которого соединен с входом датчика 1., первый и второй ключи 3 и 4, первый интегратор 5, выход которого соединен с измерительным входо аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 6 и.второй интегратор 7, выхо первого ключа 3 соединен с входом первого интегратора 5, а выход второго ключа 4 соединен с входом вто .рого интегратора 7, последовательно соединенные коммутатор 8 и первый выпр митель 9, выход которого соеди иен с входом .первого ключа 3, второ вьптр митель 10, выход которого соединен с входом второго ключа 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦДЛ) 11, блок 12 управлени , регис 13, первый и второй блоки элементов 14,15 И. и блок элементов 16 ШШ, выход источника 2 опорного напр жени  соединен с входами блока 12 упр лени , выпр митель Ю и первым вход коммутатора 8, второй вход которо . го соединен с выходом датчика 1, а управл ющий вход - с первым выход блока 12 управлени , второй выход которого соединен с управл ющими входами первого и второго ключей 3 и 4, третий выход - с Управл ющим входами интеграторов 5 и 7, четверт выход - с вторыми входами второго блока элементов 15 И, п тый выход с управл ющим входом АЦП 6, э-галон-ч ный вход которого соединен с выходом ЦАП 11. Выходы АЦП  вл к)тс  выходами устройства и соединены с входами регистра 13, выходы которого соединены с первыми входами второго блока элементов 15 И, выходы которых соединены с первыми входами блока элементов ИЛИ, выходы которых соединены с цифровыми входами ЦАП 11, вторые входы блока элементов 16 ИЛИ соединены с выходами первого блока элементов 14 И, первые входы которых подключены к первому выходу блока 12 управлени , а вторые входы - к шине источника питани , выход интегратора 7 соединен с эталонным входом ЦАП 11. На фиг. 2 представлена функдаонапьна  схема блока 12 управлени , вход j которого соединен с входом усилител -ограничител  17, выход которого соединен с входами счетчика 18, пер:вым входом первого элемента 19 И, и . через первый инвертор 20 - с первым входом второго элемента 21 И, первый выход счетчика 18 соединен с вторыми входами первого и второго элементов 19 и 21 И и через инвертор 22 - с вторым выходом блока 12 управлени , второй выход счетчика 18 соединен с пер1вым выходом блока 12 управлени  и через третий инвер.тор 23 с четвертым выходом блока 12 управлени , выходы первого и второго элементов 19 и 21 И соединены с третьим и четвертым выходами блока 12 управлени . Преобразователь работает следующим образом. Преобразование сигнала происходит в два цикла. В одном из них происходит определение величины отношени  коэффициентов сигнального и опорного каналов. Сигнальный канал включает коммут тор 8, первый выпр митель 9, первый ключ 3 и первый интегратор 5. Опорный канал включает второй выпр митель 10, второй ключ 4, второй интегратор 7 и цифроаналоговый . преобразователь (ЦЛП)11. Сигналы, управл ющие режимами работы сигнального и опорного каналов , формируютс  в блоке 12 управлени  из напр жени , питающего датчик . Усилитель-ограничитель 17 формир ет пр моугольные импульсы из напр жени , питающего датчик, которые поступают на вход двоичного счетчика 18. С второго выхода счетчика сигналы подаютс  на управл ющий вхо коммутатора 8 и на вход второй груп пы элементов И 15, осуществл   поочередное подключение к выпр мителю 9 измер емого сигнала и напр жени , питающего датчик, на врем  равное двум периодам сигнала, а так . же подачу кода, состо щего из всех единиц (с выхода группы эле ментов 15 И) на вход ЦАП 11. Сигнал с второго выхода счетчика 18 через инвертор 23 подаетс  на первую групп элементов 14 И, осуществл   подачу кода из регистра 13 на вход ЦАП 11. Проинвертированный инвертором 22 си нал с выхода 1-разр да счетчика пода етс  на управл йщие входы аналоговых ключей 3 и 4,осуществл   подключение выпр мленных измер емого напр жени  ; напр жени ,питающего датчик,к соотве ; ствующим интеграторам на врем ,равно одному периоду измер емых сигналрв. Iсигналов первого с выхода счетчика 18 и с выхода усилител -ограничител  17 с помощью элемента 19 И формируетс  сигнал, поступающий i на управл ющие входы интеграторов 5 и 7, осуществл   разр д конденса торов в интеграторах в течение времени ,равного половине периода измер емого сигнала. Из сигналов с выхода 1-разр да счетчика 18 и проинвертированного сигнала с выхода усилител -ограничител  с помощью элемента 21 И формируетс  управл ющий сигнал, который поступает на управл ющий вход АЦП и определ ет начало преобразовани  АЦП. При определении величины отношени  коэффициентов передачи сигнального и опорного каналов напр жени  с источника 2 опорного напр жени  поступает на второй выпр митель Ю и через коммутатор 8 на первый выпр митель 9. Коммутатор 8 осуществл етпоочередное подключение к первому выпр мителю 9 сигнала с выхода датчика 1 и напр жени -источника 2, питающего датчик 1, на врем , равное двум периодам преобразуемого сигнала. С выходов выпр мителей 9 и 10 сигналы поступают соответственно на ключи 3 и 4, обеспечивающие подключение выпр мленного сигнала на выходы интеграторов 5 и 7 в течение одного периода преобразуемого сигнала. С выхода первого интегратора 5 напр жение посто нного тока подаетс  на измерительный вход АЦП 6. С выхода второго интегратора 7 напр жение посто нного тока поступает на эталонный вход ЦАП 11, на цифровые входы которого в этот момент через элементы 14 И и 16 ИЛИ,поступают единицы во всех разр дах. Все единицы на цифровые входы ЦАП 11 подаютс  дл  установки максимального коэффициента передачи. С выхода ЦАП 11 напр жение поступает на опорный вход АЦП 6. В результате преобразовани  на выходе АЦП 6 получаетс  код отношени  ь и Пит i I и„,, к,.к,-к, . где Kj - коэффициент передачи сигнального тракта; Kj - коэффициент, передачи опорного тракта до ЦАП 11; о К - коэффициент передачи ЦАП 11; К - коэффициент передачи АЦП 6; напр жение источника 2, питающего датчик 1. Полученный код из АЦП 6 записьшатс  в регистр 13. В другом цикле на вход сигнального анала через коммутатор 8 подаетс  игнал с выхода датчика, а на цифроой вход ЦАП 11 через элементы 15 И и 16 ИЛИ подаетс  код регистра 13, устанавливающий коэффициент переачи ЦАП 11 в зависимости от величины отношени  коэффициентов передачи игнального и опорного каналов, полуенного в предыдущем цикле. В результате преобразовани  во втором цикле получаетс  код отношени  и а К ,и э К г 5 иэ Кг о «-г- --Гг г- тг -V-V- Г Чг и„,, .К,.К,. е,- К, К.,.К,.К J 10 где Ug - напр жение с выхода датчика 1. Таким образом, в результате преобразованй  за два цикла получаетс  код, - . эквивалентный отношению Ua/U.,.., , . .Э «ит который не зависит от коэффициентов передачи сигнального и опорного каналов . Причем учет этих коэффициентов проведен без использовани  стабильного источника напр жени .

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий аналого-цифровой преобразователь, первый и второй интеграторы, ’ первый и второй ключи, датчик и источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом датчика, выходы первого и второго ключей соединены с входами первого и второго интеграторов соответственно, выход первого интегратора соединен с измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого являются выходами устройства, о τη и чающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены коммутатор, первый и второй выпрямители, первый и второй блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь, регистр и блок управления, выход источника опорного напряжения соединен с входом блока управления, первым входом коммутатора и через второй выпрямитель с входом второго ключа, выход датчика соединен с вторым входом коммутатора, вы ход которого через первый выпрямитель соединен с входом первого ключа, а управляющий вход коммутатора объеди'нен с первыми входами элементов И первого блока и подключен к первому выходу блока управления, выход второго интегратора соединен с эталонным входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с эталонным входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к соответствующим входам регистра, выходы которого соединены с первыми входами элементов И второго блок£, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ блока, вторые входы элементов И первого блока соединены с шиной источника питания, а выходы - с «. вторыми входами элементов ИЛИ блока, выходы которого соединены с соответствующими цифровыми входами цифроаналогового преобразователя, второй выход блока управления соединен с управляющими входами первого и второго ключей, третий выход - с управляющими входами первого й второго интеграторов, четвертый выход - с вторыми входами элементов И второго <> блока, а пятый выход подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя.
2. 2. Преобразователь по nJ, отличающийся тем, что блок управления состоит из усилителя-ограничителя, счетчика, трех инверторов и двух элементов И, вход блока управления соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с входом счетчика, с первым входом первого элемента И и через первый инвертор - с первым входом второго элемента И, первый выход счетчика соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и через второй инвертор - с вторым выходом блока.управления, второй вы ход счетчика подключен к первому выходу блока управления и через третий инвертор к четвертому выходу блока управления, выходы первого и второго элементов И соединены с третьим и пятым выходами блока управления соответственно.