Сигнализатор совпадения фаз Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть чспользовано в фазометрах и устройствах, где требуется совмещение электрического и механического нулей датчиков углов поворота, преобразующих угол поворота в сдвиг фазы. Целью изобретения является повышение быстродействия и удобства эксплуатации. На фиг. 1 приведена схема сигнализатора совпадения фаз; на фиг.2 диаграмма его работы. Сигнализатор совпадения фаз содер жит блок 1 эталонного напряжения, первый 2, второй 3 и третий 4 регули руемые делители напряжения, инвертирующий усилитель 5, первый 6, вТорой 7, четвертый 8, пятый 9, шестой 10 и второй 11 компараторы, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, первый триггер 14, первый 15 и второй 16 элементы совпадения, второй 17 и третий 18 триггеры, первый 19 и вто рой 20 индикаторы и нуль-орган 21. При этом второй вход первого ком паратора 6 подключен к первому вход блока 1 эталонного напряжения, а ег выход к первому входу первого три гера 14, второй вход ко.торого подключен к выходу первого элемента ИЛИ 12, а выход - к вторым входам первого 1S и второго 16 элементов совпадения. Первые входы третьего 7 и четвертого 8 компараторов Щодключены к источнику опорного напряжения UOP, вторые соответственно через последовательно соединенные первый (регулируемый делитель 2 напряжения И инвертирующий усилитель 5 и первы регулируемый делитель 2 напряжения к второму выходу блока 1 эталонного напряжения, а их выходы - соответст велно к первому и второму входам пе вого элемента ИЛИ 12. Первые входь:. пятого 9 и шестого 10 компараторов подключены к источнику опорного напряжения, вторые соответственно через второй 3 и третий 4 регулируе мые делители напряжения - к второму и третьему выходам источника 1 эталонного напряжения, а их выходы соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ 13. Пер вые входы первого 15 и второго 16 элементов совпадения подключены соо ветственно к выходам первого 12 и второго 13 элементов ИЛИ, а их вы - 53 ,2 ходы - соответственно к первым входам второго 17 и третьего 18 триггеров , вторые входы которых подключены к выходу нуль-органа 21, а их выходы - к первому 19 и второму 20 индикаторам. Вход нуль-органа 21 соеди.нен с выходом второго компаратора 11, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а на первый вход подается измеряемое напряжение и J совпадение фазы которого с фазой опорного напряжения U, фиксируется сигнализатором. Сигнализатор работает следующим образом. На первый вход первого компаратора 6 поступает опорное напряжение и , а на второй вход - отрицательное напряжение U, поэтому на выходе его вырабатываются положительные импульсы, симметрично расположенные относительно моментов 3nT(, где ТОР - период опорного напряжения, п 1,2,..., (фиг. 2а). Опорное напряжение Uj,- одновременно поступает на первые входы третьего 7 и четвертого В компараторов, на вторые входы которых соответственно подается положительное U и отрицательное U напряжения, следовательно, на выходе третьего компаратора 7 вырабатываются положительные импульсы, симметрично расположенные Относительно моментов пТ „/4 (п Оц 1,2,...), а на выходе четвертого компаратора 8 - тюложительные импульсы, симметрично расположенные относительно моментов (п 1,2...), Передние и задние фронты импульсов на выходе компараторов 7 и 8 определяются моментами перехода положительной полуволны U через уровень U и отрицательной полуволны и,,, через уровень U (фиг,25, Ь). Таким обрйзом на выходе элемента ИЛИ 12 вырабатываются отрицательные импульсы, симметрично расположенные относительно моментов перехода U через уровень нулевого потенциала (фиг. 2). Регулируемый делитель 2 напряжения задает величину напряжения на вторых входах компараторов 7 и 8, которые определяют длительность отрицательных импульсов на выходе элемента ИЛИ 12. Практически длительность импульсов устанавливается от -40 до . На первые входы пятого 9 и шестого 10 компараторов также поступает опорное напряжение , а на их вторы входы - соответственно положительное напряжение U и отрицательное напряж ние и причем эти напряжения равны по абсолютной величине, которая соот ветствует отклонению опорного напряжения от нулевой фазы на величину порядка 0,1-0,2, поэтому на выходе компаратора 9 вырабатываются положительные импульсы, симметрично расположенные отно.сительно моментов пТ(, а на выходе компаратора 10 -положительные импульсы, симметрично расположенные относительно моментов ЗпТо„/4 (п 1,2...). Передние и задние фронты определяются моментами перехода положитель ных полуволн UQJ, через уровень U. и отрицательной полуволны U через уро вень и5 (фиг. 2г.,2). На выходе элемента ИЛИ 13 вырабатываются короткие отрицательные импульсы, симметрично расположенные относительно моментов перехода и через уровень нулевого потенциала (фиг. 2 ). Регулируемые делители 3 и 4 напряжения задают величину напряжений на вторых входах компараторов 9 и 10, которые определяют длительность отрицательных импульсов на выходе элемента ИЛИ 13. Длительность этих импульсов определяет точность выявления момента совпадения фаз и практически устанавливается соответствующей изменению фазы опорного напряжения на 0,1-0,2 На первьй вход второго компаратора 11 подается измеряемое напряжение и , а второй вход подключен к шине нулевого потенциала. На выходе компаратора 11 вырабатываются пот ложительные импульсы, передние фронты которых совпадают с моментами перехода Uj,- через уровень нулевого потенциала из области отрицательных значений в область положительных . значений (положительное направление) а задние фронты - с моментами перехода и., lepes уровень нулевого потенциала из области положительных значений в область отрицательных (отрицательное направление) (фиг. 2&,е ,). Нуль-орган 21 формирует по переднему фронту положительных импульсов с выхода компаратора 11 короткие положительные импульсы, поступающие на вторые входы триггеров 17 и 18 и характеризующие фазу измеряемого напря жения . На выход элемента 15 совпадения проходят только отрицательные импульсы, расположенные симметрично относительно моментов перехода опорного напряжения Ugj, через уровень нулевого потенциала в положительном направлении. Аналогичную функцию выполняет элемент 16 совпадения. При совпадении коротких импульсов с выхода нуль-органа 21 с отрицательными импульсами на выходе элемента 15 совпадения на выходе триггера 17 вырабатывается сигнал, при котором индикатор 19 светится, указывая что фаза измеряемого напряжения отличается не более чем на 30-40 от фазы опорного напряжения и скорость изменения фазы опорного напряжения должна быть уменьшена до величины, гарантирующей вы- явление момента совпадения фаз. При совпадении коротких импульсов с выхода нуль-органа 21 с отрицательными импульсами на .выходе элемента 16 совпадения триггер 18 (являю-. щийся триггером Dt-типа) устанавливается, например, в состояние О, при котором индикатор 20 светится, сигнализируя о точном совпадении фаз. Регулируемьй делитель 2 напряжения целесообразно конструктивно выполнить в виде устройства с ручкой Ширина зоны, соединенной с осью потенциометра, являющегося составной частью регулируемого делителя. В этом случае ширину грубой зоны совпадения можно оперативно менять в пределах, например +5 - -ь40 , что придает устройству дополнительные удобства. Формула изобретения Сигнализатор совпадения фаз, содержащий первый и второй компараторы, первые входы которых соединены соответственно с опорным и измеряемым входами устройства, к второму входу второго компаратора подключена шина нулевого потенциала, а его выход подключен к входу нуль-органа, первый элемент совпадения, триггер и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и удобства эксплуатации, в него введены третий, четвертый, пятый и шестой компараторы, первый, второй и третий регулируемые делители напряжения, блок эталонного напряжения, инвертирующий усилитель, первьй и второй элементы ИЛИ, второй и третий триггеры, второй элемент совпадения и второй индикатор, при этом второй вход первого компаратора под- j ключей к первому выходу блока эталонного напряжения, а его выход подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого подключен к выходу перового элемента ИЛИ,а его выход под- Ю ключен к первым входам первого и второго элементов совпадения, первые входы третьего и четвертого компараторов подключены к опорному входу устрой- ства,вторые их входы подключены соот- fs ветственно через последовательно соединенные первый регулируемый делитель напряжения и инвертирующий усилитель и через первый регулируемый делитель напряжения к второму выходу блока 20

эталонного напряжения, а их выходы подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, первые входы-пятого и шестого компараторов подключены к опорному входу устройства, вторые их входы подключены соответственно через второй и третий регулируемые делители напряжений к второму и третьему вькодам блока эталонного напряжения, а их выходы - соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго элементов совпадения подключены соответственно к выходам первого и второго элементов ШШ, а их выходы соответственно к первым входам второго и третьего триггеров, вторые входы которых подключены к выходу нуль-органа,а их выходы -к первомуи второмуиндикаторам.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в фазометрах и в устройствах, где требуется совмещение электрического и механического нулей датчиков углов поворота, преобразующих угол поворота в сдвиг фазы. Цель изобретения - п.овьшение быстродействия и удобства эксплуатации. Устройство содержит компараторы 6 и 7, триггер 14, элемент совпадения 15, индикатор.19 и нуль-орган 21. Для достижения поставленной цели в него дополнительно введены блок эталонного напряжения 1, регулируемые детали напряжения 2, 3 и 4, инвертируют щий усилитель 5, компараторы 8, 9, 10 и 11, логические элементы 12 и 13, элемент совпадения 16, триггеры 17 и 18 и индикатор 20. Работа устройства поясняется по временным диаграм(П мам в описании изобретения. 2 ил.

OS

ffl

А

Li:

jif

.::х

ПС