SU983583A1 - Устройство дл измерени коэффициента передачи линейного четырехполюсника - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано, для измерения коэффициентов передачи линейных объектов электроавтоматики и энергетики, в частности транс форматоров напряжения, регулируемых под нагрузкой.

Известно устройство для измерения коэффициентов передачи линейных четырехполюсников , использующее метод двух вольтметров £1].

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью вычисления коэффициента передачи по показаниям двух вольтметров.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой анализатор частотных характеристик линейного четырехполюсника, содержащий генератор входных сигналов инфранизких частот, объект контроля(четырехполюсник) , входное устройство)) двухполупериодный выпрямитель, схему определения моментов перехода исследуемого сигнала через максимальные значения, измеритель фазы, преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код, кварцевый¹ Iгенератор, реверсивный и суммирующий счетчики, элементы сравнения, триггеры управления, электронные ключи, блок индикации и блок управления [2J.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и невозможность контроля коэффициента передачи в процессе работы четырехполюсника .

Целью изобретения является повы^ение быстродействия измерений в •процессе работы четырехполюсника.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее преобразователь мгновенного значения напряжения в цифровой код, кварцевый генератор, реверсивный и суммирующий счетчики, элемент сравнения, три электронных ключа и триггера· управления и блок индикации, введены два нуль-органа,. элемент И и триггер реверса, при этом первая входная клемма устройства соединена с выходом источника гармонических колебаний, с входом первого нуль-органа и с сигнальным . входом элемента сравнения, опорный вход которого подключен к выходу источника опорного сигнала , вторая входная клемма устройства соединена с сигнальными входами преобразователя мгновенного значения напряжения в цифровой код и с входом второго нуль-органа,выхоД первого нуль-органа| через первый электронный ключ соединен с одним из входов триггера реверса и с первыми входами второго и третьего триггеров управления,кварцевый 5 генератор через второй электронный ключ соединен с сигнальным входом реверсивного счетчика, управляющий вход которого подключен к выходу триггера реверса, а выход реверсивного счетчика через элемент И соединен с вторыми входами первого, второго и третьего триггеров управления и с управляющим входом преобразователя мгновенного значения напряже- J5 ния в цифровой код, выход которого через суммирующий счетчик подключен к входу блока индикации, выход второго нуль-органа через третий электронный ключ соединен с вторым входом ₍20 триггера реверса и с третьим входом третьего триггера управления, четвертый вход которого соединен с -выходом элемента сравнения, а выход - с управляющим входом второго 25 электронного ключа, выход втсрого триггера управления соединен с управляющим входом третьего электронного ключа, управляющий вход первого электронного, ключа соединен с выходом 30 первого триггера управления, первый вход которого через переключатель ''Измерение’* соединен с входом источника напряжения срабатывания Ucp .

На фиг.1 приведена структурная > 35 схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит исследуемый четырехполюсник 1, нуль-органы 2 и 3, . электронные ключи 4, 5 и 6, тригге- ₄θ ры управления 7, 8 и 9, кварцевый генератор 10, реверсивный счетчик 11, триггер 12 реверса, элемент И 13, преобразователь 14 мгновенного значения напряжения в цифровой код, ₄₅ элемент 15 сравнения, суммирующий счетчик 16,блок 17 индикации,источник 18 гармонических сигналов и входные клеьпиы 19 и 20.

Устройство работает следующим об- 50 разом.

При подаче на вход четырехполюсника 1 напряжения (t) , равного U^sirxilt, на его выходе получают напряжение U^(t) , равное Ux^sin(u>t+ ψ)55 ι где U £ 4 2. - амплитуды гармонических составляющих на входе и выходе четырехполюсника соответственно;

ψ- фазовый сдвиг на выходе четырехполюсника. Входное напряжение Щ 60 сравнивается с опорным уровнем и_о на элементе 15 сравнения через интервал времени (фиг.2), что соответствует выполнению равенства U_o= Uy, sinut; . _о 65

Коэффициент передачи определяется выражением

К = . После его преобразования srSst ^полу с учетом равенства = чим

V - UXgLSinU/tf и_о.

Значение порогового

U_o выбирается'равным 1 напряжения В. Тогда коэффициент передачи определяется равенством К = Uy₂ sintPt^ , пропорциональным мгновенному значению напряжения в момент времени Ц после его перехода через нулевое значение.

Измерение производится следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 7-9 находятся в нулевом'состоянии, а электронные ключи 4-6 закрыты.

При нажатии кнопки '’Измерение'' срабатывает триггер 7 и открывает электронный ключ 4. Импульс из нуль-органа 2 поступает в триггеры 8 и 9 управления и триггер 12 реверса. При переводе триггера 9 управления в единичное состояние открывается электронный ключ 5 и в реверсивный счетчик 11 поступают импульсы из кварцевого генератора 10. При достижении назначения = ϋ_σ элемент 15 сравнения выдает сигнал на триггер 9 ’управления, который'переводит его в нулевое состояние. Электронный ключ 5 закрывается, В реверсивном счетчике 11 запишется код, пропорциональный времени (фиг.2), так как триггер реверса включен на суммирование.

При переходе исследуемым сигналом нулевого значения нуль-орган 3 переводит триггер 9 управления в единичное состояние, а триггер 12 реверса на вычитание. При переходе триггера 9 управления в единичное состояние открывается электронный ключ 5 и в.реверсивный счетчик 11 поступают импульсы из генератора 1-0, которые вычитаются из кода, записанного в счетчике 11. При достижении разности кодов нулевого значения, соответствующего равенству времени (фиг.2), срабатывает элемент И 13, который переводит триг гёры 7-9 управления в нулевое состояние и подает команду на запуск преобразователя 14. Преобразователь мгновенных значений напряжения в цифровой код срабатывает и выдает пачку импульсов, пропорциональных значению напряжения U„ =U_XiL sin^s^ , на вход счетчика 16.*в счетчике 16 запишется код, пропорциональный напряжению U^, который отображается в блоке 17 индикации.

нуль-органа через первый электронный ключ соединен с одним из входов триггера реверса и с первыми входами второго й третьего триггеров управления, кварцевый генератор через 5 второй электронный ключ соединен с сигнальным входом реверсивного счетчика, управляющий вход которого подключен к выходу триггера реверса, а выход реверсивного счетчика через 10 элемент И соединен с вторыми входами первого, второго и третьего триггеров управления и с управляющим входом преобразователя мгновенного значения напряжения в цифровой код;

выход которого черрэ суммирующий счетчик подключен к входу блока индикации, выход второго нуль-органа через третий электронный ключ соединен с вторым входом триггера рё2Q верса и с третьим входом третьего триггера управления, четвертый вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход - с управляющим входом второго электронного ключа, 25 выход второго триггера управления соединен с управляющим входом третьего электронного ключа, управляющий . вход первого электронного ключа’ соединён с выходом первого 'триггера 3Q управления, первый вход которого через переключатель '’Измерение’’ соединен с входом источника напряжения срабатывания и^р.

Источники информации, .-принятые во внимание при экспертизе.

1.Вавилов А.А. и Солодовников А^И. Экспериментальное определение частотных характеристик автоматических систем. М., Госэнергоиздат, 1963.

_h 2. Авторское свидетельство СССР ⁴⁰ № 221785, кл. G 05 В 23/02, 1967 (прототип).

Показания блока 17 индикации пропорциональны коэффициенту переда·-, чи, так как заданное опорное напря- .

жение выбирается из множества

Оув (0,01; 0,1; 1; 10;...).

Время измерения коэффициента передачи не превышает времени, равного двум периодам входного сигнала. ' Погрешность”измерения коэффициента передачи линейного четырехполюсника ^определяется искажением формы кривой синусоидального сигнала* и для синусоидального сигнала не превышает 0,5%.

Claims (2)

1. в цифровой код и с входом второго нуль-органа,выхоЛ первого нуль-орга через первый электронный ключ соеди нен с одним из входов триггера реве са и с первыми входги ш второго и тр тьего триггеров управлени ,кварцевы генератор через второй электронный ключ соединен с сигнальным входом реверсивного счетчика, управл ющий вход которого подключен к выходу триггера реверса, а выход реверсивного счетчика через элемент И соеди нен с вторыми входами первого, второго и третьего триггеров управлени  и с управл ющим входом преобраз вател  мгновенного значени  напр же ни  в цифровой код, выход которого через суммирующий счетчик подключен к входу блока индикации, выход второго нуль-органа через третий элект ронный ключ соединен с вторьш входо триггера реверса и с третьим входом третьего триггера управлени , четвертый вход которого соединен с ВЫХОДОМ элемента сравнени , а выход - с управл ющим входом второго электронного ключа, выход второго триггера управлени  соединен с упра л ющим входом третьего электронного ключа, управл ющий вход первого эле тронного, ключа соединен с выходом первого триггера управлени , первый вход которого через переключатель Измерение соединен с входом источника напр жени  срабатывани  На фиг.1 приведена структурна  схема устройства; на .фиг.2 - времен ные диаграммы работы устройства. Устройство содержит исследуемьгй четырехполюсник 1, нуль-органы 2 и электронные ключи 4,5 и 6, тригге ры управлени  7, 8 и 9, кварцевый генератор 10, реверсивный счетчик 1 триггер 12 реверса, элемент И 13, преобразователь 14 мгновенного значени  напр жени  в цифровой код, элемент 15 сравнени , суммирующий счетчик 16,блок 17 индикации,источник 18 гармонических сигналов и вхо ные 19 и 20. Устройство работает следующим об разом. . При подаче на вход четырехполюсника 1 напр жени  U (t) , равного U,(j, , на его выходе получают напр жение U2(t), равное Uxa.sin( где U)c,2. амплитуды гармонических составл ющих на входе и -выходе четырехполюсника соответственно; «f- фазовый сдвиг на выходе четырех полюсника. Входное напр жение сргшниваетс  с опорным уровнем UQ на элементе 15 сг авнени  через интервал времени t (фиг.2), что соответствует выполнению равенства Uo Ux sinti:t.f . Коэффициент передачи определ етс  выражением К гг После его преобразовани  с учетом равенства 1 .л. получим „ UxgjSinuJtt Значение порогового напр жени  Up выбираетс равным 1 В. Тогда коэффициент передачи определ етс  равенством К U y sinUft , пропорциональным мгновенному значению напр жени  и S момент времени t после его перехода через нулевое значение. Измерение ) производитс  следующим образом. В исходном состо нии триггеры 7-9 наход тс  в нулевомсосто нии, а электронные ключи 4-6 закрыты. При нажатии кнопки Измерение срабатывает триггер 7 и открывает электронный ключ 4. Импульс из нуль-органа 2 поступает в триггеры 8 и 9 управлени  и триггер. 12 реверса . При переводе триггера 9 управлени  в единичное состо ние открываетс  электронный- ключ 5 и в реверсивный счетчик 11 постгаают импульсы из кварцевого генератора 10. При достижении назначени  Ц, Uxx, и элемент 15 сравнени  ВБщает сигнал на триггер 9 управлени , которыйпереводит его в нулевое состо ние. Электронный ключ 5 закрываетс . В реверсивном счетчике 11 запишетс  код, пропорциональный времени t (фиг.2), так как триггер реверса включен на суммирование .. При переходе исследуемым сигналом нулевого значени  нуль-орган 3 переводит триггер 9.управлени  в единичное состо ние, а триггер 12 реверса на вычитание. При переходе триггера 9 управлени  в единичное состо ние открываетс  электронный ключ 5 и в.реверсивный счетчик 11 поступают импульсы из генератора 10, которые вычитаютс  из кода, записанного в счетчике 11. При достижении разности кодов нулевого значени , соответствующего равенству времени (фиг.2), срабатывает элемент и 13, который переводит триг геры 7-9 управлени  в нулевое состо ние и подает .команду на запуск преобразовател  14. Преобразователь мгновенных значений напр жени  в цифровой код срабатывает и выдает пачку импульсов, пропорциональных значению напр жен;1  , ка вход счетчика 16.В счетчике 16 запишетс  код, пропорциональный напр жению Uj., который отображаетс  в блоке 17 индикации. Показани  блока 17 индикации пропорциональны коэффициенту перед чи, так как заданное опорное напр  жение выбираетс  из множества IJUE (0,01; 0,1; 1; 10;...). Врем  измерени  коэффициента пе дачи не превышает времени, равного двум пернодам входного сигнала. погрешность измерени  коэффициента передачи линейного четырехполюсника определ етс  искажением форма кривой синусоидального сигнала и дл  нусоидального сигнгша не превышает 0,5,%. Формула изобретени  Устройство дл  измёр зни  коэффш иента передачи линейного четырб пЬлюсникд, содёржгоцее преобразователь мгновенного значений напр жени  в.М1Ифровой коДг кварцевый гене ратор, ревёрсивный и суммирув ций / счетчики, элемент сравнени , три электронных и триггера ущ гшлени  и блок индикации, отличающеес  тем, что, с целью повыЕоени  быстродействи  измерений щ оцессе работы четырехполюсника, в него введены два нуль-органа, элемент И и триггер реверса, при этом перва  входна  клемма устройства соединена с выходом источника гармонических колебаний, с входом первого нуль-органа и с сигнгшьным входом элемента сравнени , опорный {вход которого подключен к выходу (источника опорного сигнала U, втора  входна  клемма устройствасоединена с сигнальным входом iпреобраз вател  мгновенного значени  напр жени  в цифровой код и с входом вто рого нуль-органа, выход первого нуль-органа через первый электронный ключ соединен с одним из входов триггера реверса и с первыми входами второго и третьего триггеров управлени , кварцевый генератор через второй электронный ключ соединен с сигнальным входом реверсивного счетчика , управл ющий вход которого подключен к вьосоду триггера реверса, а выход реверсивного счетчика через элемент И соединен с вторыми входами первого, второго и третьего триггеров управлени  и с управл ющим Bxdдом преобразовател  мгновенного значени  напр жени  в цифровой код выход которого черэз суммирующий счетчик подключен к входу блока индикации , выход второго нуль-органа .третий электронный ключ соедннен с вторым входом триггера реверса и с третьим входом третьего триггера управлени , четвертый вход которого соединен с выходом элалента сравнени , а выход - с управл ющим входом второго электронного ключа, выход второго триггера управлени  соединен с управл ющим входом третьето электронного ключа, управл ющий вход первого электронного ключа; соединен с выходом первого VpHrrepa управлени , первый вход которого через переключатель Измерение соединен с входом источника напр жени  срабатывани  . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе. 1.Вавилов А.А. и Солодов ников . Экспериментальное определение частотных харак е истик автоматических сибтем. М., Госэнергоиздат, 1963.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 221785, кл. G 05 В 23/02, 1967 (прототип).