SU1732287A1 - Способ измерени относительной разности амплитуд двух гармонических напр жений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и автоматике. Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет исключени  операции многократной настройки коэффициента передачи измерительного канала Способ измерени  реализует следующую совокупность операций. Измерение выполн етс  в течение двух равных интервалов времени, В течение первого интервала осуществл етс  интегрирование первого напр жени , которое предварительно было преобразовано в посто нное напр жение. В конце первого интервала времени результат интегрировани  запоминают. В течение второго интервала времени интегрируют второе напр жение которое также предварительно преобразовано в посто нное. Текущее значение интегрируемого напр жени  сравнивают со значением интегрированного напр жени , запомненного после первого интервала времени. При совпадении их амплитуд определ ют интервал времени между этим моментом и мо ментом времени, соответствующим окончанию второго интервала времени. По полученному значению суд т о значении измер емого параметра. 2 ил. « (Л с

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и автоматике, может быть использовано, в частности, при измерении малых разностей амплитуд двух напр жений и токов в мостах переменного тока, а также в геофизи-- ческих системах, предназначенных дл  поиска и разведки рудных месторождений полезных ископаемых по методике эллиптически пол ризованного пол ,

Цель изобретени  - уменьшение времени измерени .

На фиг.1 представлена схема устройства , реализующего данный способ; на фиг,2 - временна  диаграмма его работы.

Устройство содержит управл емый коммутатор 1, первый и второй информационные входы которого  вл ютс  входами устройства, а его выход через последовательно соединенные блок 2 усилени  и блок 3 детектировани  соединен с входом инвертора 4 и первым информационным входом второго управл емого коммутатора 5, второй вход которого подключен к выходу инвертора 4, а выход к входу интегратора 6, выход которого подключен к входу компаратора 7, второй вход которого соединен с общей шиной, выход генератора 8 соединен с входом делител  9 частоты и информационным, вхоkj

со

№ Ю

00

3

гом управл емого ключа 10, выход ко- торого подключен к счетному входу счетчика 11, выходы которого соединены с соответствующими входами за- поминающего регистра 12, выход дели- тел  9 частоты через счетный триггер 13 соединен с управл ющими входами .первого и второго управл емых коммутаторов 1 и 5, а также с S-входом RS-триггера 1, пр мой выход которог подключен к входу блокировки интегратора 6, а инверсный выход через первый одновибратор 15 поступает на вход сброса в О счетчика 11, выход компаратора 7 соединен с входом установки в О регистра 12, входом управлени  ключа 10 и через второй од- нонибратор 16 подключен к R-входу RS-триггера 1.

Устройство работает следующим образом ,

Входные, напр жени  (фиг.2а) поступают на соответствующие входы коммутатора 1. Тактовые импульсы (фиг.26) с выхода генератора 8 одновременно поступают на вход делител  частоты 9 и на вход управл емого ключа 10. С

выхода делител  9 частоты импульсы поступают на вход счетного триггера 13, на выходе которого формируетс  последовательность импульсов (фиг.2в) котора  управл ет работой первого 1 и второго 5 коммутаторов, а также пе- ре.дним фронтом выходного импульса RS-триггер 14 устанавливаетс  в состо ние логической единицы.

Определение относительной разности амплитуд двух входных напр жений осуществл етс  в два такта, определ емыми двум  полупериодами коммутации. В первом такте (первом полупериоде коммутации), определ емом длительностью импульса последовательности на выходе счетного триггера 13 (фиг,2в), выходы коммутаторов 1 и 5 подключены к своим первым входам (положение показано на фиг.1). Тогда на первый вход первого коммутатора 1 поступает гармонические напр жение U4 U2 (фиг.2г), которое после усилени  в блоке 2 детектируетс  детектором 3. На выходе детектора 3 выдел етс  посто нна  составл юща  (фиг.2д), котора  равна

и

А

-Ку.Кди,,

К

У

КА соответственно коэффициент преобразовани 

усилител  2 детектора 3,. }ц - амплитуда входного сигнала I , .

Посто нное напр жение 1 д, через второй коммутатор 5 поступает на интегратор 6. Одновременно с приходом напр жени  UA на вход интегратора 6 с выхода RS-триггера 14, который передним фронтом выходного импульса счетного триггера 13 устанавливаетс  в состо ние логической единицы , поступает импульс (фиг. 2е), разрешающий интегрирование сигнала 5 Л Ь|ХоДное напр жение интегратора 6 описываетс  выражением

и,

иАГ

ин

где С

посто нна  времени интегратора 6;

t - врем  интегрировани . Врем  интегрировани  напр жени  1 д, определ етс  половиной периода Т следовани  импульсов на выходе счетного триггера 13, т.е. в момент

Т времени t напр жение на выходе

интегратора 6 (фиг.2ж) будет равно

.I

иб кикА т

и,

А

и В этот момент первый такт заканчиваетс . Выходы коммутаторов 1 и 5 отключаютс  от своих первых входов, подключаютс  к вторым (нижним на фиг.1) входам и начинаетс  второй такт преобразовани . I

Во втором такте к второму входу интегратора 6 подключаетс  продетек- тированное детектором 3 и проинвер- тированное инвертором 4 напр жение

U

АЈ

- -к кАкии2,

где Кц - коэффициент передачи инвертора ,

Поэтому выходное напр жение интегратора 6 (фиг. 2ж) начинает уменьшатьс  Яакон уменьшени  напр жени  на интеграторе 6 можно представить выражением:

U,

(t) -Щ$ и,

2 (О

Через какое-то врем  t,, от начала второго такта напр жение t;g(t) станет равным нулю. В этот момент сработает компаратор 7 и по передне-.

5 - 1 му фронту его выходного импульса (фиг.2и) второй одновибратор 16 сформирует короткий импульс, поступающий на R-вход RS-триггера И, устанавлива  его в положение логического нул , который прекращает работу интегратора 6. Одновременно с этим импульс уровн  логической единицы с инверсного выхода RS-триггера И подаетс  на первый одновибратор 15, который формирует по переднему фронту входного импульса короткий импульс, сбрасывающий счетчик 11 в начальное нулевое состо ние. Выходной импульс компаратора 7 также поступает на управл ющий вход управл емого ключа 10, разреша  прохождение импульсов от тактового генератора 8 на вход счетчика 11, который в течение времени t,, от момента времени

t от момента t и до окончани  второго такта (второго полупериода коммутации) подсчитывает количество тактовых импульсов Njf, В момент окончани  второго такта коммутаторы 1 и 5 подключаютс  к своим первым входам, на выходе RS-триггера 1А возникает импульс уровн  логической единицы, который разрешает работу интегратора 6. Тогда компаратор 7 устанавливаетс  в нулевое состо ние. При этом запрещаетс  прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 11, а цифровой код количества импульсов N, прошедших на счетчик 11, переписываетс  в регистр 12, В дальнейшем цикл преобразовани  продолжаетс .

Интервал времени t, в течение которого подсчитывались импульсы счетчиком 11, определ етс  через количество импульсов Му

(2)

где f - частота тактовых импульсов. В свою очередь интервал времени tл равен

Л- t 2 с

(3)

где

Ч o

врем  интегрировани  во втором полупериоде коммутации .

Интервал времени t можно определить , приравн в нулю уравнение (1). Положив Ку 1, получаем

15

(4) в (3), определим

0

U

- i f 1 -1 - о V I .. I

2ич

Из выражени  (2) ходим

Т U2.-U 2

с учетом

(5) (S) на5

0

5

0

5

N,

f Ј f 2

Uz-U

Vs. 4

Формула, изобретени 

Способ измерени  относительной разности амплитуд двух гармонических напр жений, заключающийс  в том, что последовательно в течение двух равных интервалов времени преобразуют измер емые напр жени  в посто нные напр жени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  времени измерени , полученные посто нные напр жени  последовательно интегрируют, причем в течение первого интервала времени интегрируют меньшее по зна- чению посто нное напр жение, полученный результат запоминают, второе посто нное напр жение интегрируют до момента, когда текущее значение будет равно запомненному, измер ют интервал времени между этим моментом и моментом окончани  второго интервала , значение которого пропорционально относительной разности амплитуд двух гармонических напр жений.

и oi

Фи8.1

Claims (1)

1. мула, из обретения Способ измерения относительной разности амплитуд двух гармонических напряжений, заключающийся в том, что последовательно в течение двух равных интервалов времени преобразуют измеряемые напряжения в постоянные напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения, полученные постоянные напряжения последовательно интегрируют, причем в течение первого интервала времени интегрируют меньшее по значению постоянное напряжение, полученный результат запоминают, второе постоянное напряжение интегрируют до момента, когда текущее значение будет равно запомненному, измеряют интервал времени между этим моментом и моментом окончания второго интервала, значение которого пропорционально относительной разности амплитуд двух гармонических напряжений.