Способ измерения отклонения частоты электрического колебания от номинального значения Советский патент 1987 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях отклонения частоты, систем автоматики, телемеханики и управления.

Цель изобретения - повьшение точности и чувствительности измерения отклонения частоты электрического колебания от номинального значения за счет устранения зависимости ре- зультата измерения от частоты FQ смещения о

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит генератор 1 номинальной частоты, генератор 2 частоты смещения, модулятор 3, фильт 4, два смесителя 5 и 6, источник 7 контролируемой частоты, частотные детекторы -8 и 9, функциональный преобразователь 10, блоки 11-13 вычитания, умножения и деления соответственно, генератор 14 тактовых импульсов, ключ 15 и счетчик 16.

Выходы генераторов 1 и 2 Соединены с первым и вторым входами модулятора 3, выход которого через фильтр 4 соединен с первыми входами смесителя 5 и 6, вторые входы которых сое- динены соответственно с выходами источника 7 контролируемой частоты. Выходы смесителей 5 и 6 через частотные детекторы 8 и 9 соединены с входами функционального преобразова- теля 10, выходы которого соединены со входами блоков 11 и 12 вычитания и умножения, выходы которых соединены с входами блока 13 деления,выход которог соединен с управляющим входом ключа 15, к сигнальному входу которого подключен выход генератора 14 тактовых импульсов, а к выходу - счетчик 16.

Способ измерения заключается в следующем.

Значение номинальной частоты f близко к частоте fс контролируемого сигнала. При этом предметом измерени является разность частот

fr - ft F.

Формируют сигналы двух вспомогательных частот

fi fr - Foi

fi fr - FO ,

где Fj - заранее известная частота

(частота смещения). Вьщеляют сигналы двух разностны частот

а

4,f fc - fi Fp - uF- 2 f-1 - f с FD + 4 F.

Их периоды соответственно равны 1. 1

1

4,f F -4F

1

/г -

i

iji- FO + /sF

Формируют первый измерительный интервал длительностью

/ (Г - ff - V LJ- 1. - L - Л

2dF

F2 -

где К - коэффициент пропорциональности .

Формируют второй измерительный интервал длительностью

t 1

(,2

К

2F2 -д2р

где Kj - коэффициент пропорциональности.

Определяют отклонение контролируемой частоты от номинального значения, величина которого пропорциональна отношению длительностей первого и . второго измерительных интервалов

где KI - коэффициент пропорциональности.

Формирование второго измерительного интервала длительностью, равной произведению периодов разностных частот, а первого измерительного интервала длительностью, равной разности периодов разностных частот, и определении отклонения контролируемой частоты от номинального значения как величины, пропорциональной отношению длительности первого и второго измерительных интервалов, приводит к тому, что результат измерения не зависит от частоты смещения, а это повышает точность измерений за счет исключения зависимости результата измерения от частоты смещения и к повышению чувствительности измерения

в F(, раз (за счет увеличения сигна- па результата измерения в F раз).

Способ осуществляют следующим образом.

де которого формируется сигнал, пропорциональный отклонению контролируемой частоты от номинального значения. Этот сигнал поступает на управ- 5 ляющий вход ключа 15, на сигнальный вход которого поступают импульсы с выхода генератора 14 тактовых импульсов. Количество импульсов, поступивших на выход ключа 15 и подсчитываеНа входы модулятора 3 поступают модулируемое напряжение номинальной частоты fp с выхода генератора 1 и

модулирующее напряжение частоты сме- счетчиком 16, пропорционально

щения FP с выхода генератора 2. Нап-отклонению лF контролируемой частоты

ряжение с выхода модулятора 3 посту-f т номинального значения f. пает на вход фильтра 4, на первом и Предлагаемый способ (по сравнению

втором выходах которого присутствуютс известными; обеспечивает более вынапряжения U(t) и U2(t)c частотами j5сокую точность (за счет исключения

зависимости результата измерения от

л - г 0 , fa fr + FOНапряжения U(t) и UjCt) вместе с напряжением Uc(t) контролируемого сигнала частотой f поступают на входы смесителей 5 и 6, на выходах которых присутствуют напряжения с частотами

20

частоты смещения F) и более высокую чувствительность (за счет увеличения результата измерения в Fg раз).

Формула изобретения

FO -4F , f FO + 4 F,

Сигналы с выходов смесителей 5 и 6 с частотами Д и f поступают на входы частотных детекторов 8 и 9 соответственно, на выходах которых

Способ измерения отклонения частоты электрического колебания от номи- 25 нального значения, заключающийс я в формировании сигналов двух вспомогательных частот смещением номинальной частоты на известную величину в обе стороны, выделении сигналов двух раз- 30 ностных частот путем вычитания первой вспомогательной из контролируемой и контролируемой из второй вспомога-. тельной частот соответственно, формировании первого измерительного интер- формируются сигналы, пропорционапь- вала длительностью, равной разности ные и -f. Эти сигналы посту- периодов разностных частот, формиро- пают на входы функционального преоб- вании второго измерительного интерва- разователя 10, на одном выходе кото- ла и определении отклонения контро- рого формируется сигнал, пропорцио- лируемой частоты от номинального зна1-40 чения как величины, прямо пропорнальный периоду разностной час- „

4 fциональнои отношению длительностей

тоты а на другом выходе - перио- первого и второго измерительных ин1..тервалов, отличающийся

ду разностной частоты Л/.

jf|Тем, что, с целью повышения точности

Эти сигналы поступают на входы 45 чувствительности, второй измериблоков 11 и 12 вычитания и умножения,тельный интервал формируют длительсигнапы с выходов которых поступаютностью, пропорциональной произведе-на входы блока 1,3 деления, на выхо-нию периодов разностных частот.

Редактор А.Ренин Заказ 1627/44

Составитель Е.Минкин

Техред А.КравчукКорректор А.Обручар

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

де которого формируется сигнал, пропорциональный отклонению контролируемой частоты от номинального значения. Этот сигнал поступает на управ- ляющий вход ключа 15, на сигнальный вход которого поступают импульсы с выхода генератора 14 тактовых импульсов. Количество импульсов, поступивших на выход ключа 15 и подсчитывае

частоты смещения F) и более высокую чувствительность (за счет увеличения результата измерения в Fg раз).

Формула изобретения

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в измерителях отклонения частоты, систем автоматики, телемеханики и управления Цель изобретения - повышение точности и чувствительности измерения отклонения частоты от номинального значения - достигается за счет устранения зависимости результата измерения от частоты смещения. Устройство, реализующее способ,содержит генератор 1 номинальной частоты,генератор 2 частоты смещения, модулятор 3,фильтр 4,смесители 5 и 6,источник 7 контролируемой частоты,частотные-детекторы 8 и 9, функциональный {преобразователь 10, блоки 11, 12 и 13 вычитания, умножения и деления соответственно, генератор 14 тактовых импульсов, ключ 15 и счетчик 16. Для достижения поставленной цели второй измерительный интервал формируют с длительностью, пропорциональной произведению периодов разностных частот. При этом способ имеет следующие преимущества: обеспечивает более высокую точность,по сравнению с прототипом, выполняемых измерений и бо- лее высокую чувствительность за счет повышения точности измерения частоты смещения. 1 шт. i (Л оо о со О5 со