SU761929A1 - Частотный датчик 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, может найти широкое применение при точных динамических измерениях в широком диапазоне средних значений изменяющихся во времени физических величин или постоянных величин с .наложенной на них периодической помехой, например механических величин (перемещений, сил, давлений) при наличии вибраций, с помощью частотных датчиков в Ю аналоговых и /цифровых приборах и информационно-измерительных системах (ИИС).

Известно устройство, содержащее генератор и дифференциальные частотные преобразователи [1]. ¹⁵

Недостаток известного устройства—низкая точность измерения.

Наиболее близок к предлагаемому частотный датчик, 'содержащий блок усреднения, первый управляемый генератор и блок 20 вычитания частот [2].

Недостаток известного устройства — низкая точность измерения.

Цель изобретения — .повышение точности измерения. 25

Эта цель достигается тем, что в датчик,

содержащий блок усреднения, последовательно соединенные первый управляющий

генератор и блок вычитания частот, а также второй управляемый генератор, выход 30

2

которого подключен к второму входу блока вычитания частот, введены первое и второе масштабные звенья, последовательно соединенные дополнительный управляемый. 5 генератор, делитель частоты и дополнительный блок вычитания частот, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания частоты, а выход дополнительного блока вычитания частот соединен с .входом блока усреднения; .при этом входы масштабных звеньев соединены между собой и подключены к выходу первого управляемого генератора, а выходы первого и второго масштабных звеньев соединены с вхоуом второго управляемого генератора и с входом дополнительного управляемого генератора.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Датчик содержит управляемые генераторы 1—3, масштабные звенья 4, 5, блоки 6 и 7 вычитания частот, делитель 5 частоты и блок 9 усреднения.

Устройство работает следующим образом.

Под действием измеряемой физической величины X, поступающей непосредственно на вход управляемого генератора 1 и через масштабные звенья 4, 5 с коэффициентами к и т на входы управляемых генераторов

761929

2 и 3, изменяются выходные сигналы генераторов 7—3, связанные с величиной X нелинейными зависимостями, достаточно точно аппроксимирующимися степенным полиномом третьей степени, например, в соответствии с выражениями:

Л = /οι (1 + αι · У-/ч/- + у, (1Ί

А = /оз (У—а₂ку—/(²у²—\'/у³), (2)

}з = 7зФ+а₅ту—/п²у² + у_эт³у³)_> (3) где у — относительная измеряемая величина, пропорциональная X, у = Х.'Х_а; /ог/ог/оз — начальные выходные сигналы генераторов /—3 при Х = У = 0; 1/Х₀ —

коэффициент пропорциональности;

αι,2>3,βι,2,3,γι,2,3 —- безразмерные коэффициенты соответственно при линейном, квадратичном и кубичном членах полиномов (1), (2), (3),

тота Δ/₂= Δ/

аппроксимирующих характеристики генераторов 1—3.

Выходные сигналы генераторов 1 и 2 подаются на выходы блока вычитания частот 6, на .выходе которой формируется сигнал разностной частотой Δ/ι=/ι—>/₂. Последняя (Δ/ι), а также поделенная на коэффициент п с помощью делителя 8 частота /₃ генератора 3, подаются .на входы дополнительного блока 7 вычитания, выходная часг

—— 1 которой далее посту/Ζ /

пает на блок 9, производящий интегрирование с заданной весовой функцией.

При выполнении условий

_г __г т² (1 4- т) /о2-/оз

. , т¹ (т — к)

’ (Т+АГ

(4)

за счет выбора соответствующих начальных значений /01,/02,/03 выходных частот генераторов 1—3 или коэффициентов к, т, п при выполнении т>к в выражении для выходной частоты Д/₂ не будет содержаться квадратичных и кубичных членов аппроксимирующего полинома одновременно в статическом и динамическом режимах

Δ/₂ — /о ι —1

02“

п.

т. е. выходной сигнал Δ/₂ оказывается пропорциональным измеряемой физической величине X с высокой степенью точности как при отсутствии, так и при наличии перемен5 ной составляющей (помехи).

Таким образом, в предлагаемом частотном датчике по сравнению -с прототипом значительно повышается линейность характеристики в статическом и динамическом

Ю режимах, и при аппроксимации характеристик управляемых генераторов полиномами третьей степени, которая для реальных устройств в рабочем диапазоне измерения чаще всего является оптимальной,

15 систематические составляющие динамической н статической погрешностей оказываются равными нулю.

Это позволяет значительно повысить

20 точность измерения средних значений изменяющихся физических величин или постоянных величин при наличии значительной по амплитуде периодической помехи в широком диапазоне изменения физической вели²⁵ чины.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   ³⁰ Частотный датчик, содержащий блок усреднения, последовательно соединенные первый управляемый генератор и блок вычитания частот, а также второй управляемый генератор, выход которого подключен

   ³⁵ к второму входу блока .вычитания частот, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первое и второе масштабные звенья, последовательно соединенные дополнительный

   ⁴⁰ управляемый генератор, делитель частоты и дополнительный блок вычитания частот, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания частот, а выход дополнительного блоха вычитания частот соединен

   45 с входом блока усреднения, при этом входы масштабных звеньев соединены между собой и подключены к .входу первого управляемого генератора, а выходы первого и второго масштабных звеньев соединены с

   50 входом второго управляемого генератора и с входом дополнительного управляемого генератора.