SU930149A1

SU930149A1 - Device for checking frequency deviation and change

Info

Publication number: SU930149A1
Application number: SU802951561A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Памфилович Гапченко; Евгений Евграфович Привалов; Анатолий Владимирович Кравцов; Валентина Васильевна Халимонова
Original assignee: Харьковское Высшее Военное Командное Училище Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И.
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-05-23

Description

Изобретение относится к электроизмерению в энергетике.The invention relates to electrical measurement in the energy sector.

Известно устройство для измерения отклонений частоты, содержащее схему И, триггеры, формирователи импульсов, линию задержки, схему ИЛИ, генератор эталонных импульсов, счетчик, схему индикации [1].A device for measuring frequency deviations, comprising AND circuitry, triggers, pulse shapers, delay line, OR circuit, reference pulse generator, counter, display circuit [1].

Однако данное устройство не позволяет измерять колебания частоты и работает при априорной известности номинальной частоты исследуемого сигнала .However, this device does not allow measuring frequency fluctuations and works with the priori known nominal frequency of the signal under study.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерений отклонения частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вход формирователя импульсов подключен к входной шине t2).The closest in technical essence to the proposed one is a device for measuring frequency deviation, containing two totalizing counters, an indication unit, a pulse shaper and an And element, the output of which is connected to the inputs of the first and second totalizing counters, and the input of the pulse shaper is connected to the input bus t2).

Однако известное устройства не позволяет непрерывно измерять колебания частоты, имеет низкое быстродействие, обусловленное двумя циклами измерения исследуемого сигнала.However, the known device does not allow continuous measurement of frequency fluctuations, has a low speed due to two measurement cycles of the signal under study.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия устройства.The purpose of the invention is the expansion of functionality and increase the speed of the device.

Эта цель достигается тем, что в устройство контроля отклонений и колебаний частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вход формирователя импуль- . сов подключен к входной шине, введены умножитель частоты, блок управления, блок переноса кода, блоки выделения максимальных и минимальных Кодов, реверсивный счетчик и цифровой логометр, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом •первый вход цифрового логометра под3 930149 4 соединен к выходу блока переноса кода, второй вход - к выходу второго суммирующего счетчика/ третий вход к выходу реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу _sблока выделения максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделения минимальных кодов, первый вход которого присоединен к выходу первого суммирующего счетчика, к второму вхо- to ду блока переноса кода, к первому входу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к четвертому входу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока выделения максимальных кодов, второй выход - с первым входом блока переноса кода, первый выход с вторым входом элемента И, а вход - с выходом формирователя импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножителя частоты, вход которого подсоединен к входной шине.This goal is achieved by the fact that in the device for monitoring deviations and frequency fluctuations, containing two summing counters, an indication unit, a pulse shaper and an element And whose output is connected to the inputs of the first and second totalizing counters, and the input of the pulse shaper is. The owl is connected to the input bus, a frequency multiplier, a control unit, a code transfer unit, maximum and minimum code allocation units, a reverse counter and a digital logometer are introduced, the output of which is connected to the input of the display unit, while • the first input of the digital logometer under 3 930149 4 is connected to the output of the code transfer block, the second input is to the output of the second totalizing counter / the third input is to the output of the reverse counter, the first input of which is connected to the output _s of the maximum code allocation unit, and the second input to the output of the allocation unit minimum codes, the first input of which is connected to the output of the first totalizing counter, to the second input of the code transfer unit, to the first input of the maximum code allocation unit, and the second input to the fourth input of the control unit, the third output of which is connected to the second input of the allocation unit maximum codes, the second output is with the first input of the code transfer unit, the first output is with the second input of the And element, and the input is with the output of the pulse shaper, the first input of the And element is connected to the output of the frequency multiplier, the input of which is connected to the input one bus.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. 25The drawing shows a block diagram of the proposed device. 25

Устройство содержит умножитель 1 частоты, формирователь 2 импульсов, элемент 3 И, суммирующий счетчик 4, блок 5 переноса кода, суммирующий счетчик 6, реверсный счетчик 7, бло- ₃₀ки 8 и 9 выделения максимальных и минимальных кодов, цифровой логометрThe device 1 comprises a frequency multiplier, the pulse generator 2, an element 3, and a summing counter 4, the transfer unit 5 code totaliser 6, 7 reversible counter that block ₃₀ ki 8 and 9, the maximum and minimum selection codes, digital ratiometer

10, блок 11 управления, блок 12 индикации.10, control unit 11, indication unit 12.

В устройстве используется метод _3Jавтоматического измерения мгновенных значений исследуемого сигнала в η точках периода измерения Тр, который основан на умножении исследуемой частоты в К раз умножителем частоты, сравнении исследуемого сигнала с эталонным и вычислении по этим данным отклонений и колебаний частоты.The device uses the _3J method of automatic measurement of instantaneous values of the studied signal at η points of the measurement period Tp, which is based on multiplying the studied frequency by a factor of K with a frequency multiplier, comparing the studied signal with the reference one and calculating deviations and frequency fluctuations from this data.

Устройство работает в трех режимах: режиме самоконтроля, измерения отклонений и измерения колебаний час- ⁴⁵тоты.The device operates in three modes: self-control mode, the measurement deviation and oscillation measurement chas- ⁴⁵ Toty.

Рассмотрим работу устройства в первом режиме.Consider the operation of the device in the first mode.

Исследуемое напряжение U _х = U_Hс частотой fy; поступает на входы ум- ⁵⁰ножителя 1 частоты ив формирователь 2 импульсов. Формирователь 2 импульсов формирует импульсы при переходе исследуемого сигнала через нулевые значения, которые подаются на блок ⁵⁵ The investigated voltage U _x = U _H with a frequency fy; arrives at the inputs of um- ⁵⁰ scissors 1 frequency and will 2 pulse shaper. The pulse shaper 2 generates pulses upon the transition of the investigated signal through zero values, which are fed to block ⁵⁵

11, куда поступают также импульсы с выхода умножителя 2, Блок 11 управления открывает элемент И 3 на время Tq. и на суммирующий счетчик 4 поступают исследуемые коды. За время измерения в суммирующем счетчике 4 происходит суммирование импульсов, пропорциональных номинальной частоте исследуемого сигнала. Данный код с суммирующего счетчика И через блок 5 переноса кода поступает 8 цифровой логометр 10 и регистрируется в нем. Одновременно в суммирующем счетчике 6, блоках 8 и 9, реверсивном счетчике 7 и цифровом логометре 10 определяются отклонения и колебания частоты f_н, которые должны быть равны нулю.11, which also receives pulses from the output of the multiplier 2, the control Unit 11 opens the element And 3 at a time Tq. and the summing counter 4 receives the studied codes. During the measurement in the totalizing counter 4, the summation of the pulses occurs, proportional to the nominal frequency of the signal under study. This code from the summing counter And through block 5 transfer code receives 8 digital logometer 10 and is registered in it. At the same time, in the totalizing counter 6, blocks 8 and 9, the reverse counter 7 and the digital logometer 10, deviations and oscillations of the frequency f _n are determined, which must be equal to zero.

При работе устройства в режиме 2 (измерения отклонений частоты) контролируемое напряжение U_x поступает на вход умножителя 1 , где осуществляется умножение частоты в К раз, а также на вход формирователя 2, вырабатывающего импульс начала периода V_x, с приходом которого блок 11 управления открывает элемент И. Формирователь 2 осуществляет также формирование импульсов V* в моменты перехода напряжения умножаемой частоты через нулевые значения. Умноженная частота ίχ· К поступает на вход суммирующего счетчика 6. Элемент И 3 открывается на время Т^, которое выбирается из условия, чтобы за это время на вход суммирующего счетчика 6 проходило 1000 импульсов умноженной номинальной частоты (емкость счетчика выбрана равной 1000). Все переполнения и непереполнения суммирующего счетчика 6 фиксируются в двух регистрах цифрового логометра 10 как количество импульсов, пропорциональное увеличению или уменьшению контролируемой частоты по сравнению с номинальной за время измерения Т_о. В логометре 10 осуществляется операция деления кодов, пропорциональных увеличению или уменьшению контролируемого сигнала, на код номинального значения частоты,.предварительно записанный 8 лчейках логометра 10. После, чего в блоке 12 фиксируется отклонение частоты исследуемого напряжения от номинальной, равноеWhen the device is operating in mode 2 (measuring frequency deviations), the controlled voltage U _{x is} supplied to the input of the multiplier 1, where the frequency is multiplied by a factor of K, and also to the input of the shaper 2, which generates a pulse of the beginning of the period V _x , with the arrival of which the control unit 11 opens element I. Shaper 2 also performs the formation of pulses V * at the moments of transition of the voltage of the multiplied frequency through zero values. The multiplied frequency ίχ · K goes to the input of the totalizing counter 6. Element And 3 opens for a time T ^, which is selected so that during this time 1000 pulses of the multiplied nominal frequency pass to the input of the totalizing counter 6 (the meter capacity is selected to be 1000). All overflows and overflows of the totalizing counter 6 are recorded in two registers of the digital logometer 10 as the number of pulses proportional to the increase or decrease of the monitored frequency compared to the nominal during the measurement T _about . In the logometer 10, the operation of dividing the codes proportional to the increase or decrease of the monitored signal into a code of the nominal frequency value, pre-recorded in 8 cells of the logometer 10, is carried out. After that, in block 12, the deviation of the frequency of the investigated voltage from the nominal value is fixed, equal to

4f = -£*; ^fH- · 100% , (1)4f = - £ *; ^{fH --100} %, (1)

При работе устройства в режиме измерения колебаний частоты контролируемое напряжение. U_x поступает на входы умножителя 1 частоты и формирователя 2, который вырабатывает им5 пульс начала периода измерения V_x. Блок 11 по приходу импульса V_x открывает логический элемент 3 И.When the device is in the mode of measuring frequency fluctuations, a controlled voltage. U _x goes to the inputs of the frequency multiplier 1 and driver 2, which generates them5 pulse of the beginning of the measurement period V _x . Block 11 upon arrival of the pulse V _x opens the logical element 3 I.

Умноженная частота ί_χ К через элемент И 3 поступает на вход суммирующего счетчика 4.The multiplied frequency ί _χ K through the element And 3 is fed to the input of the summing counter 4.

За время измерения Тр в блоках 8 и 9 происходит выделение максимального N-_mcrx и минимального Nim-in кодов, пропорциональных максимальным и минимальным значениям частоты исследуемого сигнала. По командам с блока 1 1 коды N_in)cb< и из блоков 8 и 9 поочередно поступают в реверсивный счетчик 7 на вычитание в соответствии с выражением ^^лтс*хп win (3)During the measurement of Tr in blocks 8 and 9, the maximum N- _mcrx and minimum Nim-in codes are _selected that are proportional to the maximum and minimum values of the frequency of the signal under study. For commands from block 1 1, the codes N _{in) cb <} and from blocks 8 and 9 are sequentially sent to the counter 7 for subtraction in accordance with the expression ^^ lts * xn win (3)

С выхода суммирующего счетчика 7 код согласно формуле (2 ) поступает на вход логометра 10, в котором происходит деление кодов в соответствии с выражением ₌ ~ ._100% .From the output of the totalizing counter 7, the code according to formula (2) is input to the logometer 10, in which the codes are divided in accordance with the expression ₌ ~. _100%

Данный код фиксируется затем в блоке 12 как величина колебаний частоты исследуемого напряжения.This code is then recorded in block 12 as the magnitude of the frequency fluctuations of the investigated voltage.

Точность измерения значений отклонений и колебаний частоты зависит от погрешности умножения частоты. Применение в умножителе частоты кварцевого генератора позволяет сократить суммарную погрешность устройства до 0,01%.The accuracy of measuring deviations and frequency fluctuations depends on the error of frequency multiplication. The use of a quartz oscillator in the frequency multiplier reduces the total error of the device to 0.01%.

Время измерения контролируемых величин равно Т_о и не превышает периода исследуемого напряжения.The measurement time of the controlled values is equal to T _about and does not exceed the period of the investigated voltage.

два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого.и второго-суммирующих 5 счетчиков, а вход формирователя подключен к входной шине, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональнык возможностей и повышения быстродействия, в 10 него введены умножитель частоты, блок управления,' блок переноса кода, блоки выделения максимальных и минимальных кодов, реверсивный счетчик’ и цифровой логометр, выход которого 15 подключен к входу блока индикации, при этом первый вход цифрового логометра соединен с выходом блока переноса кода, второй вход - с выходом второго суммирующего счетчика, третий 20 вход - с выходом реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделения минимальных кодов, 25 первый вход которого присоединен к выходу первого суммирующего счетчика, к второму входу блока переноса кода, к первому входу блока выделения максимальных кодов, а второй вход 30 к четвертому входу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока выделения максимальных кодов, второй выход - с первым входом блока переноса кода, первый 35 выход - с вторым входом элемента И, а вход - с выходом формирователя импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножителя частоты, вход которого подсоединен к входной ₄₀ шине.two summing counters, an indication unit, a pulse shaper and an AND element, the output of which is connected to the inputs of the first one and the second one, which summarizes 5 counters, and the shaper input is connected to the input bus, characterized in that, in order to expand the functionality and increase speed, 10, a frequency multiplier, a control unit, a “code transfer unit, maximum and minimum code allocation units, a reverse counter” and a digital logometer, the output of which 15 is connected to the input of the display unit, are introduced, with the first input of digits a new logometer is connected to the output of the code transfer block, the second input is to the output of the second totalizing counter, the third 20 input is to the output of the reverse counter, the first input of which is connected to the output of the maximum code allocation unit, and the second input to the output of the minimum code allocation unit, 25 the first input of which is connected to the output of the first totalizing counter, to the second input of the code transfer unit, to the first input of the maximum code allocation unit, and the second input 30 to the fourth input of the control unit, the third output of which is connected to torym input block allocation maximum codes, the second output - to the first input code transfer unit, the first 35 output - a second input of AND gate and input - with the output of the pulse shaper, a first input of AND gate is connected to the output of the frequency multiplier, whose input is connected to the input ₄₀ bus.

* Источники информации,* Sources of information,

Claims

The invention relates to electrical survey in power engineering. A device for measuring frequency deviations is known, comprising an AND circuit, triggers, a pulse shaper, a delay line, an OR circuit, a reference pulse generator, a counter, an indication circuit tn. However, this device does not measure the frequency fluctuations and operates with a priori known nominal frequency of the signal under study. The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring the frequency deviation, which contains two summing counters, an indication unit, a pulse shaper and an AND element whose output is connected to the inputs of the first and second summing counters, and the pulse shaper input is connected to the input bus. l2l. However, the known device does not allow continuous measurement of frequency fluctuations, has a low response rate, due to two measurement cycles of the signal under study. The purpose of the invention is to expand the functionality and improve the speed of the device. This goal is achieved by the fact that the device controls deviations and frequency oscillations containing two summing counters, a display unit, a pulse shaper and an AND element whose output is connected to the inputs of the first and second summing counters, and the input of the pulse shaper. owls are connected to the input bus, a frequency multiplier, a control unit, a code transfer unit, maximum and minimum code allocation units, a reversible counter, and a digital logometer, the output of which is connected to the input of the indication unit, are entered, the first input of the digital logometer is connected to the output of the transfer unit code t, the second input is to the output of the second summing counter, the third input is to the output of the reversible counter, the first input of which is connected to the output of the allocation block of maximum codes, and the second input to the output of the allocation block min the first input of which is connected to the output of the first summing counter, to the second input of the code transfer unit, to the first input of the allocation block of maximum codes, and the second input to the fourth input of the control unit, the third output of which is connected to the second input of the allocation block of maximum codes , the second one - with the first input of the code transfer unit, the first output with the second input of the AND element, and the input - from the output of the pulse former, the first input of the AND element is connected to the output of the frequency multipliers, whose input is connected to the input bus. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains a frequency multiplier 1, a pulse former 2, an AND element 3, a summing counter, a code transfer unit 5, a summing counter 6, a reversible counter 7, maximum and minimum allocation blocks 8 and 9, a digital logometer 10, a control block 11, a block 12 indications. The device uses the method of automatically measuring the instantaneous values of the signal under study at the points of the TO measurement period, which is based on multiplying the frequency under study K times a frequency multiplier, comparing the signal under investigation with this one and calculating the deviations and frequency oscillations from these data. The device operates in three modes: self-checking mode, measuring deviations and measuring frequency fluctuations. Consider the operation of the device in the first mode. Investigated voltage U; U., with a frequency f is fed to the inputs of the multiplier 1 frequency and in the driver of 2 pulses. The pulse shaper 2 generates pulses when the signal under study passes through zero values, which are applied to block 11, where the pulses from the output of the multiplier 2 also arrive. Control block II opens element I 3 at 9 time TO. and the summarized codes go to summing counter 4. During the measurement time in the summing counter k, there is a summation of pulses proportional to the nominal frequency of the signal under study. This code from the summing counter I, through the code transfer unit 5, enters the digital logometer 10 and registers in it. At the same time, deviations and oscillations of the frequency f, which should be zero, are determined in the summing counter 6, blocks 8 and 9, the reversing counter 7 and the digital logometer 10. When the device operates in mode 2 (measurement of frequency deviations), the voltage U is monitored; (fed to the input of multiplier 1, where the frequency is multiplied by K times, as well as to the input of the imager 2, which produces a pulse of the beginning of the unit Beh, with the arrival of which unit 11 the control opens element I. The shaper 2 also generates the pulse voltage at the moments when the voltage of the multiplied frequency passes through zero values. The multiplied frequency fx K is fed to the input of summing counter 6. Element 3 opens at time T, The second is chosen from the condition that during this time 1000 impulses of the multiplying nominal frequency pass to the input of the summing counter 6. All the overflows and non-overflows of the summing counter 6 are fixed in two registers of the digital logometer 10 as the number of pulses proportional to the increase or decrease controlled frequency in comparison with the nominal value during the measurement time T. In the meter 10, the operation of dividing the codes is proportional to the increase or decrease of the monitored sy on the nominal frequency code, pre-recorded in the cells of the gauge 10. Then, in block 12, the deviation of the frequency of the test voltage from the nominal is fixed, equal to fx - fn When the device operates in the mode of measuring the frequency fluctuations, the voltage is monitored. Ux is fed to the inputs of frequency multiplier 1 and shaper 2, which produces a pulse of the beginning of the measurement period V. Block 11, upon arrival of the pulse V, opens logic element 3 I. The frequency f K is multiplied through the AND 3 element to the input of the wake counter C. the measurement time Tp in blocks 8 and 9 is the selection of the maximum and minimum values of Eods, proportional to the maximum and minimum values of the frequency of the signal under study. According to commands from block 11, N codes, and from blocks 8 and 9 are alternately transferred to reversible counter 7 for subtraction in accordance with the expression., IcH.i ".la) t with mc1U min C output of summing counter 7 code according to formula C 2) is fed to the input of the logometer 10, in which the codes are divided according to the expression g7cx - ftn-in This code is then recorded in block 12 as the magnitude of the frequency fluctuations of the voltage under study. The accuracy of measuring deviations and frequency fluctuations depends on the frequency multiplication error. The use of a quartz oscillator in the frequency multiplier reduces the total error of the device. v to 0.01%. The measurement time of the monitored values is equal to TO and does not exceed the period of the investigated voltage. The invention is a device for monitoring deviations and frequency oscillations, containing Э 9 "two summing counters, a display unit, a pulse shaper and an I element, the output of which is connected to the inputs of the first and second summers (of the counters, and the input of the imager is connected to the input bus, characterized in that, in order to expand the functional potential and increase the speed, a frequency multiplier, a control unit, a code transfer unit, maximum and chemical code extraction units, a reversible counter and qi are introduced into it a logometer whose output is connected to the input of the display unit, the first input of the digital logometer is connected to the output of the code transfer unit, the second input is connected to the output of the second summing counter, the third input is connected to the output of the reversible counter, the first input of which is connected to the output of the selection unit codes, and the second input is connected to the output of the minimal code allocation unit, the first input of which is connected to the output of the first summing counter, to the second input of the code transfer unit, to the first input of the allocation unit of maximum numbers and the second input to the fourth input of the control unit, the third output of which is connected to the second input of the allocation unit of the maximum codes, the second output to the first input of the code transfer unit, the first output to the second input of the AND element, and the input to the output of the pulse former, the first input element And is connected to the output of the frequency multiplier, the input of which is connected to the input bus. Sources of information taken into account in the examination 1, USSR Authorship Certificate No. i 68l80, cl. G01 R 23/10, 1973.

2. USSR author's testimony: №, cl. G01 R 23/00, 1976.

one

G11

(o

c