Способ измерения параметров датчика R @ , С @ или L @ Советский патент 1987 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к измерениям параметров цепей с сосредоточен™ ными элементами, а также скорости их изменения.

Цель изобретения - повышение точности измерения параметров или LX датчика за счет формирования разностного сигнала и извлечения из него дополнительной информадаи об из- меряемом параметре, а также -расширение функциональных возможностей за счет измерения скорости изменения измеряемых параметров датчика.

На фиг. 1 представлен простейший измерительный преобразователь для измерения параметра R ; на фиг, 2 - то же, для измерения параметра на фиг, 3 - то же, для измерения пара метра на фиг, 4 - структурная схема, устройства, реализующего пред лагаемый способ.

Принцип измерения основан на использовании эффекта смешения частоты непрерывных колебаний на выходе фазо сдвигающей цепи, аргумент передаточной функции которой изменяется во време ни.

На входе фазосдвигаюшей цепи (фиг, I) формируется опорный гармонический сигнал. Определяют величину параметра R , Для простоты рассчетов преобразователь содержит неизменный фазосдвигающий элемент и резистор R, который может изменять свою величину от нуля до максимального значения, т,е, модулировать амплитуду сигнала на измеряемом элементе. Передаточная функция преобразователя имеет вид

К( 1,1 Co(R+Rx)(R+R, - и,, 1 + R. )а

.(1)

где (О 2 t f,

Аргумент передаточной функции

.(а)) arctg

uJ C(R + R

(2)

Если до начала измерения вьшол няется условие R со фаза сигнала с выхода измерительного преобразова- теля совпадает с фазой входного сигнала. При изменении R до О на измеряемом элементе устанавливается значение напряжения

и.

RX

х

(3)

где I - ток в цепи измерительного

преобразователя. Такое изменение сопротивления (известного элемента) приводит к изменению частоты

дсо 2 Jiaf

(if dT

т, а. к частотно-модулированному сигналу, смещение которого с опорным, выделение разностного сигнала и интегрирование его частоты приводит к искомому результату. Результат интегрирования представляет собой изменение разности фаз опорного и разностного сигналов

лЧ- Г 1 I

I. 21Г J/fdT arctg f ; /

() где i - время интегрирования.

Соответственно для R;, получают

tg 2 I, 23Т f R

(5

Для С и L аналогично получают

С

tg 2ТГ1,

27ГГ R,

(6)

L

tg 231 I

(7)

30

35

где I , I и I - результат интегрирования для преобразователей с R

С.

30

L соответственно. Непрерывно формируя измерительньй сигнал, по величине частоты можно ,jQ судить о скорости изменения параметров, а по интегралу от частоты - о величине его изменения за время интегрирования „

Устройство, реализующее предлагае- с мый способ, состоит из кварцевого генератора 1, измерительного преобразователя 2, частотного компаратора 3f частотно-фазового дискриминатора 4, реверсивного счетчика 5 и частото- Q мера 6, При этом выход кварцевого генератора I соединен с входами измерительного преобразователя 2, частотного компаратора 3, частотно-фазового дискриминатора 4 и частотомера 6, g выход измерительного преобразователя 2 через вторые входы частотного компаратора 3, частотно-тЗразового дискриминатора 4 соединен с входом реверсивного счетчика 5, а выход частотно

го компаратора 3 соединен с вторым входом частотомера 6.

Устройство работает следующим образом.

В измерительном преобразователе 2 производится изменение известного параметра фазосдвигаклцей цепи (осуществляется амплитудная модуляция), частотньй компаратор 3 вьщеляет сигнал с разностной частотой, частотно- ф&зовый дискриминатор 4 выдает счет- ньй импульс (на сложение или вычитание в зависимости от знака uf) каждый раз, когда разность фаз измерительного и опорного сигналов изменяется на величину 25l/m, где m . 1,2,...,10 и выбирается в зависимо сти от требуемой точности. По показаниям частотомера 6, измеряющего период, определяют скорость изменения измеряемого параметра.

Составитель В. Смирнов Редактор И. Горная Техред И.Попович Корректор В. Бутяга

Заказ 5117/44 Тираж 729 Подписное

БНИШШ 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

10

20

15

25

ормула изобретения

Способ измерения параметров датчика R, С или L, основанный на формировании фазосдвигающей цепи, состоящей из датчика и известного элемента, подаче на фазосдвигающую цепь опорного гармонического сигнала и измерении разности фаз опорного гармонического сигнала и выделенного измерительного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расши рения функциональных возможностей за счет измерения скорости изменения измеряемого параметра датчики, модулируют амплитуду опорного гармонического сигнала на измеряемом элементе с частотой, меньшей частоты опорного гармонического сигнала, выделяют по лученный частотно-модулированный сигнал, смешивают его с опорным гармоническим сигналом, выделяют сигнал с разностной частотой и интегрируют частоту этого сигнала по времени.

Г.

Фиг,2

Изобретение относится к измерениям параметров электрических цепей с сосредоточенными элементами, а также скорости их изменения. Цель изобретения - повьшение точности измерения параметров R , С или L -датчика - достигается за счет формирования разностного сигнала и извлечения из него дополнительной информации об измеряемом параметре. Другая цель - расширение функциональных возможностей - достигается за счет измерения скорости изменения измеряемых параметров датчика. Устройство, реализующее способ, содержит квантовый генератор 1, измерительный преобразователь 2, частотный компаратор 3, частотно-фазовый дискриминатор 4, реверсивный счетчик 5 и частотомер 6. По показаниям частотомера 6, измеряющего период, определяют скорость изменения измеряемого параметра. Принцип измерения основан на использовании эффекта смещения частоты непрерывных колебаний на выходе фазосдвигаю- щих цепей. 4 ил. i (Л