Измерительный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01R29/04 

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и автоматического управления,в частности к измерительным преобразова- телям, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем и систем автоматического контроля.

Целью изобретения является рас- ширение области применения преобразователя за счет непосредственного измерения коэффициентов формы, амплитуды и усреднения переменного входного .сигнала.

На фиг. 1 представлена схема измерительного преобразователя; на фиг. 2 - схема блока синхронизации.

Измерительный преобразователь (фиг. 1). содержит, блок 1 синхрониза- ции, коммутатор 2, интегратор 3, элемент 4 выборки-хранения и преобразователь 5 напряжения в интервал времени, которые включены последовательно, причем вьогод .преобразова- теля 5 напряжения в интервал времени является выходом измерительного преобразователя. Измерительный преобразователь содержит также формирователь 6 действующего значения напря- жения, формирователь 7 среднего значения напряжения и амплитудный детектор 8, соединенные по приведенной схеме. Коммутатор 2 содержит ключи 9-13, а измерительный преобразователь первый 14 и в торой 15 ключи.

Измерительный преобразователь работает циклично в трех режимах работы:

в режиме измерения коэффициента

формы К -, где X а - действующее «с

значение напряжения, а X - среднее значение напряжения;

в режиме измерения коэффициента

JJ амплитуды К --, где X . - макси Лп

мальное значение напряжения;

в режиме измерения коэффициента

X усреднения К,. --.

л 0(5

Режим работы измерительного преобразователя задается извне с помощью кода управления , поступающего в коммутатор 2. Ключи 9, 10,..., г 13 задают режим работы измерительного преобразователя. Для каждого из трех режимов работы код управления принимает значение

0 5 О

.

5

5

0

г

..„pj: А1 1, , , ,

,: А1 1, , , , - режим измерения коэффициента формы;

К,„р,: , , , , - режим измерения коэффициента амплитуды;

N,

- режим измерения коэффициента усреднения.

Блок 1 синхронизации состоит из- задающего генератора 16, счетчика импульсов 17, дешифратора 18 и формирователей импульсов 19 и 20. При помощи генератора .16, счетчика импульсов 17 и дешифратора 18 задаются временные режимы работы преобразователя - время цикла Т,, импульсы выборки Tj и импульсы начала преобразования для преобразователя 5 напряжения в интервал времени. Импульсы Т и формируются при помощи формирователей 19 и 20.

Рассмотрим работу измерительного преобразователя в режиме измерения коэффициента формы. В этом случае на управляющий вход коммутатора 2 подается код ,. В этом случае в коммутаторе 2 замыкаются ключи 9 и 11 (ключи 10, 12 и 13 разомкнуты).Знак выходного напряжения формирователя 7 среднего значения напряжения противоположен знаку X (выходное напряжение формирователя 6 действунщего значения напряжения). Преобразователь работает циклично. В каждом цикле работы осуществляется:

заряд интегратора 3 в течение времени Т, от формирователя 6 действующего значения напряжения (замыкание второго ключа 15);

выборка элементом 4 выборки-хранения выходного напряжения интегратора 3 с последующим запоминанием в течение времени цикла

интегрирование интегратором 3 выходного напряжения Х„ формирователя 7 среднего значения напряжения в течение времени компенсации Т, задаваемого преобразователем напряжения в интервал времени (замыкание первого ключа 14).

После первого цикла преобразования напряжение на выходе элемента 4 выборки-хранения станет равным

ЕСV гпУФ

К„- Mi к, к„ +

RC

RC

+TJ f 1- +и„и - ),

где R - времязадающее сопротивление интегратора;

С - емкость конденсатора интегратора;

Ки - коэффициент передачи элемента 4 выборки-хранения; Кр - коэффициент передачи преобразователя 5 напряжения в интервал времени; и - напряжение на выходе элемента 4 выборки-хранения перед началом преобразования. Аналогично после окончания п-го цикла напряжение на выходе элемента 4 выборки-хранения станет равным

и, ,Г( +

H-Und-

Последнее выражение состоит из двух частей: геометрической прогрессии, сходящейся при условии

ХсрХгКп

RC

IQI 1, где убывакмцего при этом же условии к к h

Ha.UpCl- ) . В установившемся

режиме (п -- 00 ) напряжение на выходе элемента 4 выборки-хранения станет равным

и„ limU Ь . л

ср

к;

Аналогично интервал времени на выходе преобразователя 5 напряжения в интервал времени определится вьфаже кием

V - m 4 - , ЛСР

Таким образом, в режиме измерения коэффициента формы выходной величиной измерительного преобразователя является интервал времени Т, пропорциональный коэффициенту формы. Этот интервал времени можно кванто- вать высокой частотой и получать код пропорциональный коэффициенту формы.

10

15

20

25

30

35

40

50 ,

В режимах измерения коэффициента амплитуды и коэффициента усреднения измерительный преобразователь работает аналогично. В режиме измерения коэффициента амплитуды выходной сигнал будет определяться выражением

у

ТТ1 ф

Ч Y А,

И В режиме измерения коэффициента усреднения

V

Ф (п ф

1- Y -I Лср

Формула изобретения

Измерительный преобразователь, содержащий коммутатор,уцравляющий вход которого является входом задания работы преобразователя, блок синхронизации и последовательно включенные интегратор и элемент выборки- хранения, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет непосредственного измерения коэффициентов формы, амплитуды и усреднения переменного входного сигнала, он содержит преобразователь напряжения в интервал времени, первый и второй ключи и подключенные к входу преобразователя формирователи действующего и среднего значений напряжения и амплитуд- ньА детектор, выходь: которых соединены с соответствуюш;ими информационными входами коммутатора, первый и второй выходь коммутатора подключены соответственно через первый и второй ключи к входу интегратора, выход элемента выборки-хранения соединен с информационным входом преобразователя напряжения в интервал времени, управ- ляклций вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, а; выход соединен суправляющим входом первого ключа и является выходом преобразователя, управляющий вход второго ключа подключен к третьему выходу блока синхронизации.

ггъл.и

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и автоматического управления и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем и систем автоматического контроля. Целью изобретения является расширение области применения ,/«V преобразователя за счет непосредственного измерения коэффициентов формы, амплитуды и усреднения переменного входного сигнала. Измерительный преобразователь содержит блок 1 синхронизации, коммутатор 2, интегратор 3, элемент 4 выборки-хранения, преобразователь 5 напряжения в интер- вал времени, формирователь 6 дей ствующего значения напряжения, формирователь 7 среднего значения напряжения , амплитудный детектор 8 и ключи 9-15. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в измерительный преобразователь преобразователя напряжения в интервал времени, двух ключей, формирователей действующего и среднего значений напряжения и амплитудного детектора, а также новым связям между : составными элементами преобразователя. 2 ил. (Л %/х фие.1

фие,г