SU978063A1 - Цифровой частотомер - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относитс  к области из мерительной техники и может быть применено дл  измерени  частоты и сдвига фазы тока промышленной частоты .

Контролирование частоты, а также сдвига фазы тока промышле чной частоты - важна  задача энергетики. По частоте можно судить о работе энер ,госистемы в целом, а сдвиг фпзы тока прогллшленной частоты даст возможность судить о. соотношении активной и реактивной мощностей.

Требовани  к приборам, измер ющим частоту и сдвиг фаз тока npoivKouneH ; ной частоты - высокое быстродействие { врем  измерений не превышает 2-х периодов колебаний сетевой частоты ) погрешность измерений ,1% и диапазон измер емых частот 50 ± 20 Гц,

Известен частотомер, предназначенный дл  измерени  сетевой частоты и выпускаемый серийно СП.

Недостаток известного устройства - низка  точность измерений при отклонении измер емой частоты больше чем на 1 Гц, а также невозможность измерени  сдвига .фаз тем же устройством .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  частотомер, содержащий счетчик периода, блок импульсно-потенциальных элементов, счетчик результата , элементы ИЛИ, управл емый делитель , ключи, делитель, триггеры управлени , генератор тактовой частоты , генератор образцовой частоты, схему задержки, двоичный умножи10 тель .

Работа устройства основана на способе цифрового измерени  инфранизких частот, заключающемс  в изме15 рении периода входного сигнала с последующем преобразованием количества импульсовJ пропорциональных периоду , в количестве импульсов, пропорционсшьных частоте,и производитс 

20 в два этапа 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  сложность преобразовани  и большое- количество оборудовани , требуемое дл  этого. Кроме того, уст25 ройство не может измер ть сдвиг фазы тока прогллшленной частоты.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства и повышение надежности за счет

30 уменьшени  количества оборудовани  ( под расширением функциональных возможностей подразумеваетс  возможност измерени  сдвига фазы тока промышленной частоты.). Поставленна  цель достигаетс  тем, что в частотомер, содержащий генератор образцовой частоты, счетчик результата, выход которого соединен с первым входом первого ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика периода, блок импульс но-потенциальных элементов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, второй ключ и счетчик результата, введены реверсивный счет чик, блок управлени  и регистр, причем выход генератора образцовой частоты подключен к первому входу второ го ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика результата , выход элемента ИЛИ соединен -со счетным входом .реверсивного счетчика , выход которого подключен к второму входу второго ключа, выходы счетчика периода через регистр соединены с потенциальны1и1и входами блока импульсно-потенциальных элементов к управл ющему входу реверсивного счетчика подключен первый выход бло ,ка управлени , второй выход которого соединен с управл ющим входами ключей и регистра. На чертеже представлена блок-схема цифрового частотомера. Цифровой частотомер содержит счет чик 1 результата, блок 2 импульснопотенциальных элементов, счетчик 3 периода, регистр 4, элемент ИЛИ 5,ключи б и 7, генератор 8 образцовой частоты, реверсивный счетчик 9, блок 10, управлени , двоичный умножитель 11. , Выход генератора 8 образцовой час тоты соединен с входами ключей б и 7. Выход ключа 6 соединен со счетным входом счетчика 1 результата, вы ход счетчика соединен с импульсными входами блока 2 импульсно-потенциальных элементов, выход ключа 7 соединен -со счетным входом счетчика 3 периода. Выход счетчика 3 периода соединен с регистром 4, выходы котоpoi o соединены с потенциальными входами блока импульсно-потенциальных элементов 2. Выходы импульсно-потенциальных элементов 2 объединены блоком ИЛИ 5, выход которого соедиЕ ы со счетным входом реверсивного счетчика 9. Выход ревёрсивноз о счетчика 9 соединен с управл ющим входом ключа 6. Выход блока 10 управлени  соединен с управл ющим входом реверсивного счетчика 9, а второй выход соединен с управл ющими входами ключей б и 7 и регистра 4. На один из входов ключа 7 поступает сигнал TX, пропорциональный периоду измер емой частоты, а на другой вход ключа 6 поступает сигнал Т , пропорциональный сдвигу фаз тока промышленной частоты. Работа устройства основана на способе цифрового измерени  частоты, промышленной сети, заключающемс  в измерении периода входного сигнала с последующим преобразованием числа пропорционального периоду входного сигнала, в число, пропорциональное измер емой частоте, Измерение частоты осуществл ют . за два периода. В первом периоде блок 10 управлени  вырабатывает импульсы на реверсивный счетчик 9, устанавливающий в счетчике коэффициент пропорциональности и устанавливающий счетчик в режим вычитани , а также импульс, открывающий ключ 7 и закрывающий ключ 6. В счетчике 3 периода формируетс  число, пропорциональное периоду измер емой частоты. Во втором периоде работы осуществл етс  преобразование числа, пропорционального периоду измер емой частоты в число, пропорциональное измер емой частоте. Преобразование осуществл етс  методом умножени  числа, пропорционального периоду измер емой частоты, на количество импульсов от кварцевого генератора, за врем , в течение которого произведение сравниваетс  с константой, записанной в реверсивном счетчике 9. Блок 10 управлени  во втором периоде вырабатывает импульс, обеспечивающий перенос в регистр 4 состо ни  счетчика 3 периода, а также открывает ключ б. Происходит перемножение количества импульсов, поступающих в счетчик 1 от генератора 8 образцовой частоты с числом, пропорциональным периоду измер емой частоты,и вычитание перемноженного количества импульсоЬ из реверсивного счетчика 9. Переменожение производитс  до тех пор, пока состо ние реверсивного счетчика 9 не станет равным О. При этом реверсивный счетчик 9 формирует импульс, закрывающий ключ б, а количество импульсов, подсчитанное в счетчике 1 частоты, становитс  пр мо пропорционально измер емой частоте. В режиме измерени  сдвига тока промышленной частоты блок управлени  10 вырабатывает сигнал, который устанавливает в регистре 4 коэффициент пропорциональности С, открываетс  ключ б, ив счетчик результате 1 поступает количество импульсов г fKr 2-h  е t - временной сдвиг фаз, f кг - частота генератора образцовой

частоты,n - разр дность счетчика 1 частоты.

Реверсивный счетчик 9 устанавливаетс  в режим сложени  и в него поступает количество импульсов М

г g-fkr

В то же врем  ключ 7

-jn открыт и счетчик 3 периода подсчи тывает количество импульсов Т где Ту - период тока промышленной частоты. Во втором периоде работы устрой ство 10 управлени  формирует импул который переносит состо ние счетчи ка 3 периода в регистр 4, переводи реверсивный счетчик 9 в режим вычи ни  и открывает КЛЕОЧ 6, через кото рый начинают проходить импульсы генератора 8 образцовой частоты. В реверсивный счетчик 9 поступа количество импульсов .,-f --wi л л Кг n где количество импульсов,поступивших в счетчик 1 результата. Когда реверсивный счетчик 9 установитс  в нулевое состо ние, вырабатываетс  импульс, закрывакнций ключ 6, и поступление импульсов в счетчик 1 результата прекращаетс . При этом выполн етс  равенство , где V - сдвиг фаз тока промышленной частоты, выраженный в градусах. Таким образом, в счетчике 1 час тоты формируетс  количество импульсов , пропорциональное сдвигу фаз -то ка промшоленной частоты. Цифровой частотомер выгодно отличаетс  от прототипа тем, что по схеме измерени  частоты он может измер ть сдвиг фаз тока промышленной частоты, т.е. работать как фазометр .- В устройстве упрощен процесс преобразовани  частоты в код.

Claims (2)

1. за счет чего значительно упрощаетс  схема. Кроме того, не нужны такие сложные узлы как управл емый делитель генератор тактовой частоты, схема задержки и р д других. Формула изобретени  Цифровой частотомер, содержащий генератор образцовой частоты, счетчик результата, выход которого соединен с первым входом первого ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика периода блок импульсно-потенциальных элементов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, второй ключ и счетчик результата , отличающийс  тем,что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  надежности , в него введены реверсивный счетчик, блок управлени  и регистр, причем выход генератора образцовой частоты подключен к первому входу второго ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика результата , выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к второму входу второго ключа, илходы счетчика периода через регистр соединены с потенциальными входами блока импульсно-потенциальных элементов , к управл ющему входу реверсивного счетчика подключен первый выход блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющими входами- ключей и регистра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание частотомера Ф 205.
2. 2.Шахов . Метод цифрового измерени  инфранизких частот.- Автометри ., 1966, 2, с. 53-60.