Устройство для кодирования амплитуды напряжения переменного тока Советский патент 1960 года по МПК H03M1/64 

Устройства для кодирования амплитуды напряжения переменного тока по методу сравнения с использованием общего источника питания для измерительной схемы и эталонных напряжений известны.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем применены диодно-траноформаториые модуляторы для коммутации измеряемых и эталонных напряжений, что повышает быстродействие и надежность работы устройст;за, а также создает предпосылки для повышения точности преобразования при условии полной компенсации фазовой погрешности.

Функциональная схема предлагаемого устройства для кодирования амплитуды напряжения переменного тока приведена на чертеже.

Основным элементом устройства является схема сравнения, состоящая из цепи сравнения, диодно-трансформаторных модуляторов 1 w. 2 и нуль-индикатора 3, представляющего собой фазочувствительный усилитель.

Цепь сравнения образована вторичными (выходными) обмотками модуляторов 1 V. 2, которые служат для коммутации измеряемых и эталонных напряжений.

Питание измерительных схем 4 и получение эталонных напряжений осуществляется от вторичных обмоток трансформатора 5, питаемого единым стабилизированным источником 6.

Модуляторы (соединители) / эталонов первичными обмотками входных трансформаторов закоммутированы на соответствующие обмотки эталонных напряжений трансформатора 5. Модуляторы (соединители) 2 датчиков входными обмотками закоммутированы на входы соответствующих измерительных схем 4.

В открытом состоянии диодов 7 модуляторов входные и выходные цепи модуляторов находятся в соединении, в результате чего в цепь сравнения подается соответствующий сигнал. При запирании диодов

№ 133682

модулятора потенциалом, превосходящим максимальное амплитудное значение коммутируемого сигнала, входные и выходные цепи модулятора разобщены и выходная обмотка модулятора в цепи сравнения играет роль реактивного сопротивления.

Нуль-индикатор 3 воспринимает разностный сигнал цепи сравнения и, в зависимости от его фазы, выдает сигнал управления на щину 8 («меньще) или шину 9 («больше).

Для обеспечения требуемой последовательности включения датчиков в цепь -сравнения в устройство включен кольцевой распределитель 10. Поочередность включения эталонов напряжения в цепь сравнения обеспечивается кольцевым распределителем 11.

Распределители 10 и //, триггеры 12, управляющие диодно-трансформаторными модуляторами 1 w. 2 блок задержки 13, дифференцируюпите блоки 14, логические элементы «ИЛИ 15 и «И 16 построены бесконтактно по общеизвестным принципам.

В начальном состоянии кодирующего устройства кольцевой распределитель 11 находится в позиции «/(, а распределитель 10 в позиции «1. Триггеры 12 находятся в состоянии «О, тр иггер 17 запрета - в состоянии «/, триггер 18 пуска - в состоянии «(.

При поступлении сигнала «пуск (через дифференцирующий блок 14) триггер пуска 18 переходит в состояние «/ и открывает электронный.ключ 19. Триггер 17 запрета переводится в состояние «О и подготавливает схему совпадения 16 на три входа. По сигналу нуль-индикатора 3 «меньше на вход распределителя // проходит импульс генератора 20 управляющих импульсов. При этом распределитель 11 переходит в позицию «/, и при поступлении со схемы задержки 13 фронта задержанного импульса первый из триггеров 12 переводится в состояние «/. В результате в цепь сравнения оказывается включенным первый эталонный источник.

В интервалах между и.мпульсами генератора 20 нуль-индикатор осуществляет сравнение величин выходного напряжения измерительной схемы и суммарного напряжения эталонов, Если напряжение эталона больше напряжения на выходе измерительной схемы (датчика), то сигнал нуль-индикатора «больше переводит триггер 12 в состояние «О. Модулятор 1 при этом выключает из цепи сравнения источник эталонного напряжения. Поскольку компенсационный сигнал в этом случае отсутствует, а напряжение на выходе датчика меньше или равно нулю, то нуль-индикатор обрабатывает позицию «меньще. Следующий импульс генератора 20 переключает распределитель 11 в позицию «.2, в результате чего в цепь сравнения включается второй эталон, и так далее.

В случае, если при включении эталона не произойдет избытка компенсации (т..е. нзль-индикатор будет обрабатывать позицию «меньше), то следующим сигналом генератора 20 вновь переключится распределитель // и включит следующий эталон.

После окончания цикла кодирования в позиции «К. распределителя // выдается сигнал «разрешение чтения по линии 21, переводящий триггер 17 :в состояние «1. При этом распределитель 10 переключается в позицию «2 и включается вторая измерительная схема, а первая измерительная схема отключается.

В момент окончания чтения кода, зафиксированного состояниями триггеров 12, по линии 22 подается сигнал конца чтения - «разрешение кодирования. Этот сигнал дифференцируется блоком 14 и через блок 15 переводит триггер запрета 17 и триггеры 12 в нулевое состояние. Затем цикл кодирования повторяется.

По окончании цикла кодирования информации последней измерительной схемы при переключении распределителя 10 в позицию «У вырабатывается сигнал, переводящий триггер пуска 18 в нулевое состояние. При этом ключ 19 закрыт, и при возвращении триггера 17 в нулевое состояние сигналом «разрешение кодирования блок 16 совпадения открыт быть не может. В этом состоянии устройство находится до поступления следующего пускового сигнала.

В силу того, что диодно-трансформаторные модуляторы, как бесконтактные коммутационные элементы безынерционны, предлагаемое устройство может обеспечивать сравнительно большую с;корость измерения.

Частота циклов измерения (кодирования) может быть оценена по формуле:

где F - частота циклов кодирования;

/ -частота тока питания измерительных и компенсационных цепей;

k - число периодов тока питания, достаточных для отработки нульиндикатора (на случай возможных переходных процессов);

п - число эталонов в наборе кода, достаточное для обеспечения требуемой точности измерения (кодирования);

m - число точек измерения (измерительных схем).

Предмет изобретения

Устройство для кодирования амплитуды напряжения переменного тока по способу сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы устройства, в нем применены диодно-трансформаторные модуляторы, служащие для подключения к цепи сравнения измеряемых и эталонных напрял ений.

№ 133682

F -