SU1228025A1

SU1228025A1 - Способ измерени амплитуды переменного напр жени инфразвуковой частоты и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1228025A1
Application number: SU843739441A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Гравин; Святослав Анатольевич Кравченко; Владимир Игоревич Асмус; Анатолий Александрович Анепир
Original assignee: Предприятие П/Я А-1742
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1984-05-14
Publication date: 1986-04-30

Abstract

Изобретение относитс к области электроизмерений. Может быть использовано в приборах дл измерени амплитуды напр жени инфразвуковой частоты . Цель изобретени - повышение точности измерени - достигаетс уменьшением вли ни соотношени между уровн ми опорного и измер емого напр жений на точность преобразовани . Согласно данному способу с полуволной измер емого напр жени сравнивают переменное опорное напр жение (ОН) высокой частоты, определ ют измерение интервала времени, в течение которого ОН в двух соседних периодах превышает измер емое. Определ ют период измер емого напр жени и умножают упом нутое изменение интервала времени на период измер емого напр жени и на посто нный коэффициент , равный половине произведени амплитуды ОН на квадрат его частоты. Работа устройства, реализующего способ, по сн етс по функциональной схеме устройства и временным диаграммам в описании изобретени . 2 с.п. ф-лы, 3 ил. (Л

Description

Изобретевде относитс к электро- иэмерени м и может быть использованс в приборах дл измерени амплитуды напр жени инфразвуковой частоты.

Цель изобретени - повышение точности путем уменьшени вли ни соот- ношени медду уровнем опорного напр жени и величиной измер емого напр жени .

На фиг. приведены временные диаграммы , по сн ющие сущность способа измерени амплитуды переменного напр жени ; на фиг. 2 - функциональна схема устройства дл . осуществлени способа; на фиг. 3 - временные диаграммы , иллюстрирующие работу устройства .

Способ измерени амплитуды переменного напр жени инфранизких час10

15

ратора 1 соединен с -входом ждущего мультивибратора 12, выход которого подключен к входу триггера 13 и первыми входами первого 14 и второго 15 логических элементов 2И. Выход усилител -ограничител 3 соединен с. вторым входом первого логического элемента 2И I 4,выход которого подключен к входу .чейки 11 безвентильного счетчика по модулю.на три..Выход второго компаратора 2 соединен с вторым входом второго логического элемента 2И 15, выход которого подключен к управл ющему входу первого Ллюча 6. Выход триггера 13 подключен к управл ющему входу второго ключа 7.

Сущность способа измерени амплитуды переменного напр жени инфранизкой частоты заключаетс в том, что тот заключаетс в том, что с полувол- 20 :Сравнивают измер емое напр жение

и sinSlt с опорным переменным напр жением Uo sinJJt высокой частоты (() . Сравнение производ т дл полуволны измер емого напр жени вблизи его 25 нулевого значени (фиг. 1 а). Поскольку измер емое напр жение близко к посто нному (фиг. 16) на интервале, равном полупериоду опорного напр женой измер емого напр жени сравнивают переменное опорное напр жение высокой частоты вблизи нулевого уро.вн измер емого напр жени , определ ют изменение интервала времени, в течение которого опорное напр жение в двух соседних периодах превышает измер емое , определ ют период измер емого напр жени и умножают упом нутое изменение интервала времени .на период измер емого напр жени и на посто нный коэффициент, равный половине произведени амплитуды опорного напр жени на квадрат его частоты.

Устройство дл измерени амплитуды переменного напр жени инфранизкой частоты содержит первый компаратор 1, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй - с общей шиной, второй компаратор 2, первый вход которого подключен к входной шине, а второй - к входу усилител - огра- . ничител 3 и выходу источника 4 переменного , опорного напр жени высокой частоты, генератор 5 тактовых импульсов , выход которого соединен с входами первого 6 и второго 7 управл емых ключей, счетчик 8 импульсов с индикатором . Вход счетчика 8 импульсов соединен с выходом умножител 9 число-импульсных кодов, один вход которого подключен к выходу второго ключа 7 , а другой - к выходу реверсивного счетчика 10 импульсов, первый и второй управл ющие входы которого подключены к выходам чейки 1t без- вентильного счетчика по модулю на три, а управл ющий вход - к выходу первого ключа 6.Выход первого компани , то интервалы времени

30

к -Ч Чи-Ч,

35

л

Isi.- J и„.

40

45

Изменение интервалов времени, в течение которых соседние полуволны опорного напр жени превьш1ают измер емое , .

cos Щ (2те+ )

(Г Гд1п Я(2Ж+Ь)

С учетом того, что иЗ .получают

cos 4 (2flK+ и.)2

(2ТГК+ I )1,

следовательно, 41Г

д

CAJ . ОП

отсюда

50

Ч

д-о-Гу, 4119.

:гл

55

или

где

т.

и

f -д.

п W

г „

2ТТ S

частота опорного напр жени ;°

период измер емого напр жени .

5

Сущность способа измерени амплитуды переменного напр жени инфрани , то интервалы времени

30

к -Ч Чи-Ч,

л

Isi.- J и„.

cos Щ (2те+ )

(Г Гд1п Я(2Ж+Ь)

С учетом того, что иЗ .получают

cos 4 (2flK+ и.)2

(2ТГК+ I )1,

следовательно, 41Г

д

CAJ . ОП

отсюда

Ч

д-о-Гу, 4119.

:гл

или

и

f -д.

п W

где

т.

г „

2ТТ S

частота опорного напр жени ;°

период измер емого напр жени .

Произведение --.

представл ет

собой посто нный заранее изве стный коэффициент, так как U и f известны .

Устройство дл измерени амплитуды переменного напр жени инфранизкой частоты работает следующим образом.

Первый компаратор 1 формирует при переходе измер емого напр жени через нуль импульс на11р жени (фиг. Зв) длительность которого равна длительности полупериода измер емого напр жени (фиг. За). Одновременно на вы- ходе ждущего мультивибратора 12 формируетс импульс длительностью больше трех, но меньше четырех периодов опорного напр жени высокой частоты (фиг. Зб),формируемого источником 4 опорного напр жени . Под воздействием ждущего мультивибратора 12 триггер 13 формирует импульс с длительностью, равной периоду измер емого напр жени , задержанный на длительность им- пульса мультивибратора 12. Выходной импульс триггера 13 открьшает управл емый ключ 7, который пропускает импульсы с выхода генератора 5 тактовых импульсов на второй вход умножител 9 число-импульсных кодов. Таким образом , число импульсов, поступающих на этот вход умножител 9, соответствует длительности периода измер емого напр жени Т . Выходной импульс ждущего мультивибратора 12 поступает также на первые входы логических элементов 2И 14 и 15, логический элемент 2И 15 формирует импульс управлени ключом 6 при поступлении на его второй вход сигнала от второго компаратора 2, возникающего при превышении амплитуды опорного переменного напр жени над амплитудой изме-- р емого напр жени . Таким образом, ключ 6 пропускает на счетный вход реверсивного счетчика 10 импульсы от генератора тактовых импульсов 5 в интервалы времени, в которые амплитуда опорного напр жени превышает амплитуду измер емого напр жени .

Усилитель-ограничитель 3 формирует пр моугольные импульсы, соответствующие полуволнам опорного напр жени , пол рность которых совпадает с пол рностью измер емого напр жени при их сравнении (фиг. Зд), а логический элемент 2И 14 пропускает с выхода усилител -ограничител 3 на вход

чейки 11 безвентильного счетчика по модулю на три импульса, совпадающие с выходным импульсом ждущего мультивибратора 12. Ячейка II не пропускает на выход первый из входных импульсов . Второй импульс чейка 1 пропускает на первый выход и на первый управл ющий вход реверсивного счетчика 10, а третий - на второй выход и на второй управл ющий вход реверсивного счетчика воздействием импульса на первом управл ющем входе реверсивный счетчик 10 суммирует импульсы на его счетном входе, а под воздействием импульса на втором управл ющем входе - вычитает из суммы количество импульсов, поступающих в это врем на счетный вход. Таким образом, число импульсов, определ ющее выходной код реверсивного счетчика 10, соответствует изменению интервала времени, в течение которого амплитуда соседних полуволн опорного напр жени превышает амплитуду измер емого напр жени .

В результате перемножени входных сигналов умножитель 9 число-им- пульсных кодов формирует сигнал, соответствующий произведению упом нутого изменени временных интервалов на период измер емого напр жени , который измер етс счетчиком 8. Поскольку величина измер емого сигнала пропорциональна числу тактовых импульсов за период Т путем установки соответствующего значени периода тактовых импульсов можно обеспечить умножение результата на любой посто нный известньй коэффициент , .в данном случае на половину произведени амплитуды опорного напр жени на квадрат его частоты.

Экспериментально установлено, что погрешность преобразовани не превышает 0,6%. Таким образом, снижаетс зависимость точности преобразовани от соотношени уровней порогового и измер емого напр жений и тем самым обеспечиваетс повьш1ение точности.Кроме того одноканальна структура устройства также способствует повыпению точности.

Claims

Формула изобретени

1 . Способ измерени амплитудь переменного напр жени инфразвуковой частоты, заключающийс в сравнении опорного напр жени с полуволной измер емого напр жени и измерении интервала времени по результатам сравнени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности в качестве опорного напр жени используют переменное напр жение высокой частоты, сравнение осуществл ю вблизи нулевого значени измер емого напр жени , измер ют изменение времени превьшени опорным напр жением измер емого в двух соседних периодах опорного напр жени , определ ют период измер емого напр жени , умножают упом нутое изменение времени на период измер емого напр жени и на посто нньш коэффициент, равный половине произведени амплитуды опорного напр жени на квадрат его частоты.
2. Устройство дл измерени амплитуды переменного напр жени инфра- звуковой частоты, содержащее первый компаратор, первый вкод которого соединен с входной шиной, второй компа- ратор, усилитель-ограничитель, триггер , генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами первого и второго управл емых ключей и счетчик импульсов с индикатором, отличающеес тем, что, с целью повьппени точности, в него дополнительно введены источник переменного опорного напр жени высокой частоты, ждущий мультивибратор, первый и второй логические элементы 2И, чейка безвентильного счетчика по модулю на три, реверсивный счетчик

o

5

0

5

0

5

импульсов и умножитель число-импульсных кодов, при этом второй вход первого компаратора подключен к общей шине, а его выход - к.входу ждущего мультивибратора, выход которого соединен с входом триггера и первыми входами логических элементов 2И, первый вход второго, компаратора подключен к входной шине, а второй вход - к выходу источника переменного опорного напр жени и входу усилител - ограничител , выход которого подключен к второму входу первого логического элемента 2И,выход второго компаратора подключен к второму входу второго логического элемента 2И, выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика импульсов, выход первого логического элемента 2И соединен с входом чейки безвентильного счетчика по модулю на три, первый выход которой подключен к первому управл ющему входу реверсивного счетчика импульсов, а второй выход - к его второму управл ющему входу,выход реверсивного счетчика импульсов подключен к первому входу умножител число-импульсных кодов, второй вход которого подключен к выходу второго ключа, управл ющий вход которого подключен к выходу триггера, а выход умножител число-импульсных кодов соединен с входом счетчика импульсов .

Uoh Stntat

t

U.f