Фазогенераторное измерительное устройство Советский патент 1988 года по МПК G01B7/02 

Фиг. 1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерению перемещения, силы,давления и других неэлектрических величин, которые можно преобразовать при помощи индуктивных или емкостных датчиков .

Цедь изобретения - повьшение быстзовый сдвиг достигнет своего предельного значения,равного kfnpjS результате чего фазовьй компаратор 6 выдает сигнал (фиг. 2,в), поступающий в блок 8 синхронизации, который . в свою очередь выдает сигнал (фиг. 2,г), поступающий в фазовый измеритель 7 для измерения направления расстройки, а за

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерению емкости, индуктивности и незлектрических величин, которые можно преобразовать индуктивными или емкостными датчиками, например перемещение, сила, давление. Целью изобретения является повышение быстродействия. Измеритель содержит два генератора 2 и 4, соединенные управляемым блоком 3 связи, датчик I, компенсирующий блок 5, фазовый измеритель 7, фазовый компаратор 6, блок 8 синхронизации и блок 9 управления. Фазовьй компаратор вьщает сигнал в . момент превыщения фазовым сдвигом зоны нечувствительности фазового измерителя. По этому сигналу блок синхронизации обривает цикл измерения. За счет сокращения цикла измерения повышается быстродействие измерителя. 2 ил. I (Л

родействия и надежности устройства заю блок 9 управления для произве- счет исключения сбоев, связанных с ростом фазы до 360° в течение одного цикла измерения.

На фиг,1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на с фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит датчик 1, первый генератор 2, управляемый блок 3

дения компенсации и уменьшения сопротивления связи управляемого блока 3 связи до минимального значения. С момента времени tj до момента tj восстанавливается синхронизация генераторов 2 и 4, а фазовый сдвиг между сигналами генераторов 2 и 4 становится близким к нулевому значению, поскольку сопротивление связи в этот

связи, второй генератор 4, компенси- рО РИОД имеет минимальное значение. В рующий блок 5, фазовый компаратор 6, фазовый измеритель 7, блок 8 сиихрони- зации и блок 9 -управления.

Датчик 1 связан с первым генерато-. ром 2. Второй генератор 4 связан с 25 компенсирующим блоком 5. Выходы генераторов 2 и 4 соединены с управляемым блоком 3 связи, фазовым компаратором 6 и фазовым измерителем 7. Выход фазового компаратора 6 соединен с ,- входом блока 8 синхронизации, второй вход которого соединен с выходом второго генератора 4. Выход блока 8 синхронизации соединен с первым вхомомент времени t, сопротивление связи между генераторами 2 и 4 вновь устанавливается максимальными Вновь начинает увеличиваться фазовый сдвиг, однако с меньгаей скоростью, поскольку в момент времени t была произведена частичная компенсация внесенной датчиком расстройки. В. момент времени t, происходят процессы, аналогичные произошедшим в момент времени t, и которые были описаны вьше. В течение интервала времени между t j и t сопротивление связи имеет максимальное значение, .а генераторы 2 и 4 работают на собственных частотах. Однако

дом блока 9 управления и входом фазового измерителя 7. Второй вход блока 35 за это время фазовый сдвиг не дости- 9 управления соединен с выходом гает порога срабатьшания фазового вого измерителя 7.Вь1ходы блока 9 управления соединены с входами компенсирующего блока 5 и блока 3 связи соответственно .

Устройство работает следующим образом.

40

компаратора 6, Этот интервал фиксиро- ванньй (Тц) и определяется требуемой чувствительностью фазового изйерите- ля 7. В конце, этого интервала (момент времени t) независимо от фазового компаратора 6 блок В синхронизации вырабатывает сигнал, который иницииДопустим, что в момент времени t произошло изменение измеряемого паракомпаратора 6, Этот интервал фиксиро- ванньй (Тц) и определяется требуемой чувствительностью фазового изйерите- ля 7. В конце, этого интервала (момент времени t) независимо от фазового компаратора 6 блок В синхронизации вырабатывает сигнал, который иниции„ - . .рует измерение направления расстройметра, т.е. произошла расстройка соб- ки, компенсацию и уменьшение сопро- ственных частот генераторов (собст-тивления связи. Описанные процессы венные частоты генераторов - это час-продолжаются до полной компенсации тоты при разомкнутой цепи связи между ними). В этот момент времени сопротивление связи принимает максимальное 50сигналами генераторов 2 и 4 в конце свое значение (фиг.26) и генераторыинтервала времени с максимальным со- начинают работать на собственных час-противлением не будет равным нулю, тотах. При этом фазовый сдвиг между Значение предельного фазового

внесенной датчиком расстройки, т,е, до тех пор, пока фазовый сдвиг между

сигналами генераторов начинает увеличиваться пропорционально времени 55фазовый компаратор 6, выбирают исхо- .и расстройке генераторов. График g(t)дя из зоны нечувствительности и независимости фазы от времени приведенстабильности работы фазового измери- на фиг.2,а. Б момент времени ta фа-теля 7, Значение должно в 3 - 4

блок 9 управления для произве-

дения компенсации и уменьшения сопротивления связи управляемого блока 3 связи до минимального значения. С момента времени tj до момента tj восстанавливается синхронизация генераторов 2 и 4, а фазовый сдвиг между сигналами генераторов 2 и 4 становится близким к нулевому значению, поскольку сопротивление связи в этот

РИОД имеет минимальное значение. В

момент времени t, сопротивление связи между генераторами 2 и 4 вновь устанавливается максимальными Вновь начинает увеличиваться фазовый сдвиг, однако с меньгаей скоростью, поскольку в момент времени t была произведена частичная компенсация внесенной датчиком расстройки. В. момент времени t, происходят процессы, аналогичные произошедшим в момент времени t, и которые были описаны вьше. В течение интервала времени между t j и t сопротивление связи имеет максимальное значение, .а генераторы 2 и 4 работают на собственных частотах. Однако

за это время фазовый сдвиг не дости- гает порога срабатьшания фазового

за это время фазовый сдвиг не дости- гает порога срабатьшания фазового

компаратора 6, Этот интервал фиксиро- ванньй (Тц) и определяется требуемой чувствительностью фазового изйерите- ля 7. В конце, этого интервала (момент времени t) независимо от фазового компаратора 6 блок В синхронизации вырабатывает сигнал, который инициики, компенсацию и уменьшение сопро- тивления связи. Описанные процессы продолжаются до полной компенсации сигналами генераторов 2 и 4 в конце интервала времени с максимальным со- противлением не будет равным нулю, Значение предельного фазового

внесенной датчиком расстройки, т,е, до тех пор, пока фазовый сдвиг между

сдвига if , на которьй настраивают

фазовый компаратор 6, выбирают исхо дя из зоны нечувствительности и нестабильности работы фазового измери теля 7, Значение должно в 3 - 4

раза превышать зону нечувствительности фазового измерителя 7. Значение времени Тц определяется требуемой чувствительностью фазового измерителя 7 и выбирается в зависимости от конкретного применения устройства.

Формула изобретения

. Фазогенераторное измерительное

устройство, включающее два генератора, соединенные мезвду собой управляемым блоком связи, датчик, соединенньй с первым генератором, фазовый измери- таль, соединенньй с выходами генераторов, компенсирующий блок, соединен М %

- / /

пр

Фиг. 2

ный с вторым генератором, блок управления, соединенньй с компенсирующим блоком и управляемым блоком связи, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены фазовьА компаратор и блок синхронизации, входы фазового компаратора соединены с выходами генераторов, входы блока синхронизации соединены соответственно с выходом -фазового компаратора и выходом второго генератора, выход блока синхронизации соединен с первым входом блока управления и входом фазового измерителя, второй вход блока управления соединен с выходом фазового измерителя.