Телеизмерительная система Советский патент 1983 года по МПК G08C19/22 

ОО

сл

а со

) ТЕЛЕИЗМЕРИТЕГЬНАЯ СИСТЕМА, содер : ащая на передающей стороне ге- . нератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя, выход которого через последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и выходной формирователь импульсов соединен с линией связи, на приемной стороне входной формирователь , выход которого подключен к входу функционального преобразователя, вход входного формирователя соединен с линией связи, отличающая с -я тем, что, с целью повышения достоверности передачи информации, в не.е введены на передающей стороне выпрямитель и квадратор, выход которого подключен к второму входу функционального преобразователя, выход генератора синусоидального напряжения через выпрямитель соединен с входом квадратора. (П

Фиг.1 « . Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов, в частности к время-импульсным устройствам и системам телемеханики (, телеизмерений). Известно время-импульсное устрой ство телемеханики, содержащее датчик, генератор, функциональный прер MKir J I nc-fv/a I W|y у ; J г fxu vyгltл j lu riuri разопатель, формирователь tij. Недостатком известного устройств является его сложность, применение в устройстве потенциометрического датчика и необходимость введения до полнительных элементов для измерени напряк ения или его амплитуды . Наиболее близким по технической сущности к предложенной телеизмерительной системе является устройство телемеханики с тригонометрическими преобразователями и передачей сигна лов с помощью время-импульсной моду ции, содержащее генератор синусоидал ного напряжения { или генератор сину идальных колебаний), которым может быть обычная сеть синусоидального напряжения, первый функциональный п образователь, выполненный в виде двустороннего диодного ограничителя с переменным верхним уровнем огра ничени-я, дифференцирующую цепочку, выходной формирователь, входной, формирователь, второй функциональный пр образователь, выполненный в виде-резонансного контура, к выходу которого подключен измерительный прибор, датчик, выход которого подключен к второму входу первого функционального преобразователя . Для этого устройства формула для амплитуды выходного синусоидального напряжения | сигнала), подаваемого с выхода второго функционального преоб разователя на измерительный прибор, имеет вид ВЫК tUn &Х амплитуда выходного синусоидального напряжения, подаваемого с выхода второго функционального преобразова теля на измерительный прибор;известная амплитуда напряже ния прямоугольных импульсов поЬле входного формирователя;постоянная; 30 Unv - сигнал (напряжение) датчика, передавепемый на второй вход первого функционального преобразователя передатчика известного устройства; амплитуда синусоидального напряжения генератора синусоидального напряжения сети . Из этой формулы видно, что амплитуда выходного синусоидального напряжения (.т.е. амплитуда , которое подается непосредственно на измерительный прибор, нелинейно (обратно пропорционально) зависит от амплитуды (Jp синусоидального напряжения генератора синусоидального напряжения (сети), что затрудняет измерение и индикацию измерения амплитуды UQ синусоидального напря 1 ения генератора синусоидального напрях ения или сети, с помощью измерительного прибора, стоящего на выходе второго функционального преобразователя, так как измерительные приборы наиболее простых и распространенных конструкций рассчитаны на линейную зависимость выходного сигнала от входного, боль- , шинство исполнительных устройств также рассчитаны на линейную зависимость сигналов. Помимо этого, измерения амплитуды Uo имеют большую погрешность от изменения напряжения оуот датчика . Таким образом, недостатком известного время-импульсного устройства телемеханики является нелинейная зависимость между амплитудой синусоидального напряжения г енератора синусоидального напряжения или сети и амплитудой синусоидального напряжения I выходного) , подаваемого с. выхода второго функционального преобразователя на измерительный прибор, практическая невозмох(ность измерения (телеизмерения) амплитуды синусоидального напрях ения генератора синусоидального напряжения или сети (из-за нелинейной зависимости и исках ения от сигнапл датчика), что приводит к низкой достоверности передачи информации. Целью изобретения является повышение достоверности,передачи информации. Поставленная цель достигается тем, что в телеизмерительную систему, соержащую на передающей стороне генератор синусоидального напряжения, ыход которого соединен с первым вхоом функционального преобразодлтеля. выход которого через последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и выходной формирователь импульсов соединен с линией связи, на приемной стороне эходной формирователь, выход которого подключен к входу функционального преобразователя, вхо входного формирователя соединен с ли нией связи, введены на передающей стороне выпрямитель и квадратор, выход которого подключен к второму вхо ду функционального преобразователя, выход генератора синусоидального напряжения через выпрямитель соединен с входом квадратора. На фиг. 1 представлена схема теле измерительной системы; на фиг. 2 схема первого функционального.преобразователя телеизмерительной системы; на фиг. 3 зависимости напря ений от времени в разных точках предлагаемой системы. Предлагаемая телеизмерительная система предназначена для телеизмере ния синусоидального напряжения (амплитуды синусоидального напряжения) г нератора синусоидального напрях ения или сети. Предлагаемая телеизмерительная система содержит передатчик и приемник . Передатчик системы содержит генератор 1 синусоидального напряжения (генератор синусоидальных колебаний ), вместо генератора синусоидального напря (ения. В составе передатчика имеется выпрямитель 2, первый функциональный преобразователь 3 дифференцирующая цепочка Л, которая может быть выполнена либо в виде Т Оцепи, либо в виде дифференцирующего усилителя к вхо ду которого можно подключить эмиттерный повторитель а также выходной формирователь 5 импульсов, который может быть выполнен в виде транзисторного ключа или какого-либо другого импульсного устройства, реагирующего только на положительные импульсы на его входе. В состав передатчика системы введен квадратор 6 1т.е. устройство), на выходе которого получается сигнал напряжение пропорциональное квадрату входного сигнала квадратора, в составе квадратора может быть усилитель или обычный делитель напряжения квадратор выполняется с большим выходным сопротивлением К генератору 1 синусоидального напряжения (сети ) подключен вход выпрямителя 2, а такн{е первый вход первого функционального преобразователя 3- Выход первого функционального преобразователя 3 подключен к входу дифференцирующей- цепочки . Выход дифференцирующей цепочки подк/ючен к входу выходного формирователя 5, выход которого является выходом передатчика и подключается к линии связи. Вход квадратора 6 соединен с выходом выпрямителя 2, а выход квадратора 6 соединен с вторым входом первого функционального преобразователя 3. Приемник предлагаемой системы содержит входной формирователь 7 который быть выполнен в виде транзисторного ключа или какого-либо другого импульсного устройства с фиксированной амплитудой выходных импульсов, и второй функциональный преобразователь 8, который (ет быть выполнен в виде резонансного контура или частотного избирателя. Вход формирователя 7 подключен к линии связи, а выход соединен с входом второго функционального преобразователя 8, выход которого подключается к измерительному прибору не показан). Первый функционлпьный преобразователь 3 (фиг. 2) выполнен в виде двустороннего диодного ограничителя с переменным верхним уровнем ограничения и содержит диоды 9 и 10 и резистор VI. Клеммы,12 и 13 первый вход преобразователя 3, подключенный к генератору 1 синусоидального напряжения, клеммы 1 и 15 - второй вход преобразователя 3 подключенный к выходу квадратора 6, а клеммы 16 и 17 выход преобразователя 3, подключенный к входу дифференцирующей . цепочки k, Предлагаемая система работает следующим образом. Синусоидальное напрп)хение 18 (.фиг. 3) с амплитудой (Jfj (полезный сигнал) подается на выпрямитель 2 и на перпый вход (клеммы 12 и 13 первого функционального преобразователя 3Генератор 1 (.сеть) является источником сигнала. На выходе выпрямителя 2 появляется сигнал постоянного напряжения (или Totco), пропорциональный амплиSтудс (Jo синусоидального напряжения (измеряемого), который подается на квадратор 6, На выходе квадратора 6 появляется полезный сигнал постоянн го напряжения,, величина которого пр порционально кеадрату амплитуды UQ синусоидал1 ного напряжения 18 гене (сети), т.е. на выходе ква ратора сигнпл в виде напряжения раторл UrKUj, напряжение (выходной сигна квадратора, постоянный коэффициент; амплитуда синусоидального напряжения генератора 1. Этот сигнал от квадратора 6 пере дается на второй вход (клеммы и 15 первого функционального преобра зователя 3s на первом входе которог действует синусоидальное напряжение 18 с амплитудой Uo, подаваемое непосредственно от генератора 1. Первый функциональный преобразов тель 3 действует как двусторонний диодный .ограничитель с переменным верхним уровнем ограничения, т.е. (ний уровень ограничения у этого ограничителя ф11ксиро,ан и равен нулю ( при идеальных диодах), а верхний уровень ограничения зависит от напря ; ения 0, т.е. напряжение U оп ределяет переменное смещение этого ограничителя-преобразователя 3. Получаемое после преобразователя 3 нопря ; ение имеет вид кривой 19. Напряжение 19 изменяется за время по синусоиде между нулем и значение и напряжения, т.е. и, или наоборот arcs in т--Ь -агсв1и QS-Ce-lnUo, где U напряжение (сигнал ) квадратора;Uo неизвестная амплитуда сину соидального напряжения (с ти); период синусоидального на пряжения генератора 1; постоянная; постоянный коэффициент, Т -(премя за которое напряжение на выходе преобразова0теля 3 изменяется между нулем и значением Ц напряженияНапряжение 19 подается на дифференцирующую цепочку t после которой напряжение имеет вид импульсов 20, их длительность равна ТГ и зависит от уровня ограничения преобразователя 3 а также от амплитуды Uo напряжения (полезного сигнала), по последней формуле Двухполярные импульсы 20 подаются на вход выходного формирователя 5 (ключа), реагирующего только на полох ительные импульсы 20. С выходавыходного формирователя 5 прямоугольные импульсы 21 той же длительности поступают по линии связи в приемник, на рход входного формирователя 7 (ключа). Длительность trимпульсов 21 не быть больше T/ij. С выхода формирователя 7 импульсы прямоугольной формы и длительности Ту с фиксированной амплитудой U подаются на второй функциональный преобразователь 8 (резонансный контур, частотный избиратель, который настроен на частоту второй гармоники спектра Последовательности прямоугольных импульсов 21, длительность которых меняется, период Т следования постоянен, амплитуда фиксирована). Амплитуда У„.,второй гармоники зависит от длительности ТГ пос/ едовательности прямоугольных имНульсов. постоянной амплитуды УЛ и постоянного периода по закону Bblx ITC амплитуда синусоидального напряжения на выходе преобразопятеля 8 (амплитуда второй гармоники спектра последовательности прямоугольных импульсов); постоянная; длительность импульсов на пходе входного формирователя 7; период следования импульсов ( период синусоидального напряжения генератора 1); известная амплитуда импульсов на выходе входного формиропателя 7с Синусоидальное напряжение с амплитудой постоянной частотой ( периодом) второй гармоники подается на измерительный прибор, который измеряет действующее значение синусоидального напря)чения пропорционального амплиту ne()g,t,ni при необходимости перед прибором поставить обычный усилитель для усиления напряжения с ампли тудойОемХТаким образом, для псей системы зависимость амплитудыОлухВыходного синусоидального ,нйпряк ения { выходного сигнал4 от амплитуды Up синусоидального напряжения генр.ратора 1 ил сети (входного сигнала ) Т. - -- 0 се1иадSi« av-csiHKUo 2, амплит уда выходного синусоидального напряжения, подаваемого с выхода второго функционального преобразова теля 8 на измерительный при бор; постоянная; длительность импульсов в ли нии связи, а на входе входного формирователя 7; период следования импульсов в линии связи I период синусоидального напряжения гене ратора синусоидального напр жения 1 ); известная фиксированная амплитуда импульсов на выхо входного формирователя 7; 30 .1 - постоянный коэффициент; Уд - измеряемая амплитуда синусоидального напряжения генератора синусоидального напряжения 1 или сети. Как видно из последней формулы, в предлагаемой системе получается .линейная (пропорциональная) зависимость амплитуды иЕ|,| инусоидального напряжения подаваемого нл измерительный прибор, от амплитуды UQ синусоидального напряжения генератора 1 синусоидального напряжения сети , что явлч,ется(преимуществом)предлагаемой телеизмерительной системы. Такая зависимость, а также отсутствие погрешностей и искажений от посторонних сигналов позволяет производить телеизмерения амплитуды Uo генератора 1 синусоидального напряжения (сети при обычных измерительных приборах, которые подключаются к выходу второго функционального преобразователя 8. В предлагспемой системе генератор синусоидального напряжения (сеть) используется не только для осуществления промежуточного тригонометрического преобразования, но и как источник сигнала, кроме того, при линейной зависимости выходного сигнала (амплитуды Un)( напряжения7 от сигнала генератора синусоидального напрят чения осуществляются нелинейные (тригонометрически и квадратичное ) промежуточные преобразования.

Фиг.д