НУЛЬ-ОРГАН Советский патент 1973 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к ци|фровой электроизмверительной технике, в частности к цифровым приборам постоянного тока, например вольтметрам.

Известен нуль-орган, который содержит генератор повышенной частоты и модулятор, один вход которого соединен с генератором повышенной частоты, другой вход соединен с усилителем переменно)го тока, а выход через первую пороговую схему подключен к преобразователю числа импульсов в напряжение, соединенному с управляющим генератором и со второй пороговой схемой. Это повышает быстродействие и увеличивает помехозащищенйость нуль-органа.

Однако порог срабатывания второй пороговой схемы нуль-органа в Процессе измерений сохраняется постоянным. При значительном увеличении помех на входе нуль-органа это может вызвать сбои при измерении небольших по величине напряжений, так как время, в течение которого происходит формирование окончательного сигнала «перекомпенсация или «недокомпенсация нуль-органа, ограничено периодом частоты управляющего генератора и может Оказатъся недостаточным. При отсутствии Помех сигнал на выходе нульоргана появляется уже через время, равное половине периода частоты управляющего генератора, а вторая полавина периода по существу не используется, так как коммутация разрядов измерительной цегьи производится с частотой управляющего генератора.

(Целью изобретения является обеспечение оптимального соотнощения между быстродействием и точностью и увеличением помехозащищенности нуль-органа.

Для этого в него введен элемент «НЕ-И,

один вход которого соединен с выходом порогового элемента, а вто рой-с генератором повыщенной частоты, реверои-вный счетчик, элемент «И, два элемента «ИЛИ и элемент задержки, причем вход суммирования реверсивного счетчика подключен к выходу порогового элемента, вход вычитания - к выходу элемента «НЕ-И, а выходы разрядов реверсивного счетчика - к соответст1В1ующим входам элементов «И, выходы

которых через элемент «ИЛИ и подключенный к его выходу элемент задержки соединены с установочным входом реверсивного счетчика. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого нуль-органа.

Нуль-орган содержит модулятор 1, управляющий генератор 2, усилитель 3 переменного тока, модулятор 4, генератор 5 повыщенной частоты, пороговый элемент 6, элементы

«И 7, 8, элемент «НЕ-И 9, реверсивный счетчик 10 импульсов, элемент «ИЛИ // и элемент задержки 12. |Входной сигнал нуль-органа, представляющий собой разность измеряемого и компенсирующего напряжений, модулятором 1 преобразуется в .импульсы с частотой, задаваемой управляющим генератором 2. Далее полезный сигнал с аддитивно наложенной помехой усили1вается усилителем 3 переменно1го тока и поступает на модулятор 4 повышенной частоты, управляемый от генератора 5 повышенной частоты. Импульсы с выхода модулятора 4 подаются на пороговый элемент 6, сра1батыва-ющ-ий от импульсов, амплитуда которых превышает его порог срабатывания. Импульсы с выхода порогового элемента поступают на первый вхОлТ. элемента «НЕ-И, на второй вход которой поступают .импульсы с генератора 5 повышенной частоты. Если амилитуда импульсов на входе порогового элемента 6 ниже его порога срабатывания, то имцульсы на выходе элемента 6 отсутствуют. Импульсы генератора 5 повышенной частоты проходят на вход элемента «НЕ-И 9 только тогда, когда имлульсы на выходе порогового элемента 6 отсутствуют. Таким образом, на выходе порогового элемента 6 формируются импульсы, соответствующие сигналу «перекомпенсация,а на выходе элемента «НЕ-И 9 - импульсы, соотвегствующие сигналу «недокомпенсация. Частота следования этих импульсов определяется частотой генератора 5 повыщенной частоты. Импульсы, соответствующие команде «нерекомпенсация, с выхода порогового элемента 6 поступают на вход «суммирование реверсивного счетчика 10, а импульсы, .соответствующие команде «недокомпенсацня, с выхода элемента «НЕ-И 9, поступают на вход «вычитание реверсивного счетчика 10. Реверсивный счетчИк 10 подсчитывает разность между числом импульсов, поступивщим на вход «суммирование, соответствующих команде «перекомпенсация, и числом импульсов, посгупивщих на вход «вычитание, соответствующих команде «недокомпенсация. Выходной цорого.вый элемент нуль-органа выполнен в виде двух элементов «И 7, 8, входы которых связаны с выходами разрядов реверсивного счетчика 10. Порог срабатывания элементов «И 7 и S одинако.в. Когда разность импульсов, поступивщих на входы реверсивного счетчика 10, становится равной порогу срабатывания элементов 7 или 8, срабатывает один из этих элементов и формирует команду «перекомпенсация или «недокомпенсация.

Импульсы с .выходов элементов 7 и 5 поступают на элемент «ИЛИ 11. Независимо от того, с какого из элементов «И 7 или 8 прищел сигнал на элемент «ИЛИ 11, он форчика к соответствующим входам элементов «И, выходы которых через элемент «ИЛИ и подключенный к его выходу элемент задержки соединены с установочным входом реверсивного счетчика. мирует очередной тактовый импульс коммутации разрядов измерительной цепи и через время, оиределяемое элементом 12 задержки, устанавливает реверсивный счетчик 10 в нулевое состояние. Бремя задержки определяется .временем установления переходных процессов в приборе. После этого .нуль-орган готов к сравнению измеряемой и компенсирующей величин по следующему разряду измерительной цепи. Таким образом, окончательную команду «перекомненсация («недокомпенсация) нульорган формирует по постоянной разности количества импульсов команд «перекомпенсация и «недокомпенсация, поступивщих на входы реверсивного счетчика 10, т. е. при постоянном превыщении уровня достоверного сигнала над ощнбочным. Это позволяет повксить чувствительность нуль-органа и выделить полезный сигнал на фоне помех. Если помехи имеют случайный характер и распределены по нормальному закону, то предлагаемый нуль-орган позволяет .выделить полезный сигнал, уровень которого лежит ниже уровня помех, так как помехи суммируются по среднеквадратичному закону, а сигнал - по линейному при многократных сравнениях измеряемой н компенсирующей величин. Полное время измерения прибором ири этом определяется величиной и спектром помех. При отсутствии помех время измерения определяется только порогом срабатывания элементов «И 7 и 5, так как на реверсивный счетчик 10 поступают только нмпульсы достоверного сигнала по одному входу. Предмет изобретения Нуль-орган, содержащий модулятор, соединенный с управляющим генератором и усилителем неременного тока, к выходу которого подключен второй модулятор, соединенный с генератором повыщенной частоты и со входом порогового элемента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оптимального соотнощения между быстродействием и точностью и увеличением помехозащищенности, он содержит элемент «НЕ-И, один вход которого соединен с выходом порогового элемента, а второй - с генератором повыщенной частоты, реверсивный счетчик, элемент «И, два элемента «ИЛИ и элемент задержки, причем вход сум1мировання р&версиганого счетчика подключен к выходу порогового элемента, вход вычитания - к выходу элемента «НЕИ, а выходы разрядов реверсивного счетVMS

, f)epeнoмneнcaцufl