Магнитомодуляционный фазочувствительный нуль-орган Советский патент 1975 года по МПК G01R33/02 

(54) МАГНИТОМОДУЛЯЦИОННЫЙ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ НУЛЬ-ОРГАН Изобретение пояснено чертежами, На фиг. 1 приведена структурная элект рическая схема нуль-органа; на фиг„ 2 временные диаграммы. Магнитомодуляционный фазочзвствитель ный нуль-орган содержит дифференциальны Магнитомодуляционный элемент (ММЭ) Г (магнитный модулятор или феррозонд), : имеющий обмотку возбуждения 2, управляющую обмотку 3 и измерительную обмотку 4. Для возбуждения ММЭ 1 к обмотке возбуждения 2 присоединен выходной , tt-и триггер 5-ft последовательного триггерного делителя частоты 5. Кроме того, нуль-орган содержит присоединенный к измерительной обмотке 4 усилитель 6, двухполупериодный выпрямитель 1 ограничитель сигнала по минимум 8 и формирователь импульсов 9, подключен ный к первым, входамдвухвходовых элементов совпадения 10 и 11, вторые вход которых присоединены к выходам двух ft -входовых логических элементов И 12 и 13. При этом П -е входы логических элементов 12 и 13 соединены с противофазными выходами ft -го триггера делите ля частоты 5, а остальные попарно об11ед ненные входы элементов 12 и 13 подклю чены к соответствующим (ft- 1)-м выхо- дам триггерного делителя частоты 5 (выходы триггеров 5-1 - 5 -(П-- 1). Нуль-орган работает следующим образо Будем считать, что в делителе частоты 5 используются четыре триггера. В отсутствие измеряемого сигнала, т. тока 1д в управляющей обмотке 3 ММЭ или магнитного поля Н „ , действующего на феррозонд, -остаточное напряжение U на зажимах измерительной обмотки 4 и н выходе усилителя 6 состоит из нечетных гармоник частоты возбуждения. Напряжение U , (см. фиг. 2, а),обI условленное неидентичностью полуэлемент ММЭ 1, является помехой. В известнь;х Е1уль-органах эта помеха ослабляется при помощи частотноизбирательных фильтров, выделяющих полезный сигнал второй гармоники и осуществляющих регулировку его фазы. Результатом этого является снижение быстродействия нуль-органа и стабиль ности нулевого уровня при изменении частоты возбуждения и внешних условий. В предложенном нуль-органе сигнал U после выпрямления двухполупериодным вы мителем 7 (см. фиг. 2, б) ограничиваетс на таком уровне и„, чтобы на выходе формирователя 9 отсутствовали импульсы 1 ij , поступающие на первые входы элементов совпадения 10 и 11. Следовательно на выходах элементов овпадения 10 и 11 также будут отсутствовать импульсы .сигнализирующие о срабааывании нуль-органа, а помеху удается ослабить без введения частотнозависимых элементов в цепь полезного сигнала. В присутствии измеряемого сигнала (Т 4 О или Н т О) благодаря появлению . XX. сигнала четных гармоник выходное напряжение ММЭ 1 становится несимметричным. При этом в зависимости от знака измеряемого сигнала амплитуда положительных импульсов и увеличивается, а отрицательных - уменьщается (см. фиг.. 2, а, пу1пстирная линия) или наоборот. Так как при увеличении положительных импульсов U их амплитуда превыщает уровень ограничения у , то на выходе ограничителя t.no минимуму 8 появляется ckjHaa и , преобразуемый формирователем 9 в о. импульсы и , поступающие на первые входы элементов совпадения 10 и 11. На вторые входы элементов совпадения поступают с логических элементов И 12 и 13 импульсы опорного напряжения U -, фаза или временное положение которых может устанавливаться без применения частотнозависимых фильтров. Для этого с fl -го триггера делителя частоты 5 на вход логических элементов И 12 и 13 подаются противофазные прямоугольные импульсы и и и соответственно, а на попарно объединенные последующие входы логических элементов И 12 и 13 поступают прямоугольные импульсы с остальных П, - 1 триггеров делителя частоты 5 (см. фиг. 2, ж, 3, и). Таким образом, из временных диаграмм следует, что в присутствии измеряемого сигнала импульсы, поступающие с формирователя 9 на первые входы элементов совпадения 10 и 11, совпадают по времени с опорными импульсами tj , пропускаемыми логическими элементами И 12 и 13. Следовательно, в присутствии сигнала на выходе одного из элементов совпадения 1О или 11 появляются импульсы, сигнализирующие о срабатывании нуль-органа. При изменении полярности измеряемого сигнала аналогичные импульсы появятся на выходе противоположного элемента совпадения. Таким образом, предложенный нуль°485395орган обладает фазовой чувствительностью т, е, различает полярность измеряемого сигнала. Регулировка начальной фазы или времен ного положения опорных импульсов 1) может осуществляться в пределах их Перио да за счет соответствующей коммутации противофазных выходов триггеров делителя частоты 5, что не требует применения частотно-зависимых цепей, ухудшающих стабильность работы нуль-органа. Так, если выходные импульсы U формирователя 9 оказались сдвинутыми по фа зе на Д If (см. фиг. 2, г, пунктирная кривая), то необходимый для нормальной работы нуль-органа фазовый сдвиг опорьих импульсов илегко подобрать, подава на входы логических элементов И 12 и 13 V противофазное 1зместо напряжения напряжение V , с противофазного выхода того же самого триггера. Соответствук щие этой, фазе выходные импульсы 1) логического элемента И 12 приведены -на фиг. 2, н. Аналогичным образом, подавая на входы логических элементов И 12- и 13 различ ные комбинации импульсов с синфазных или противофазных выходов триггеров дели теля частоты 5, можно без применения фазосдвигаюших цепей регулировать фазу опорных импульсов во всем ршобходимом диапазоне значччк.чй от О до 360 дискретными ступенями. Минил1а.иьное значение дискретного фазы ирг. регулировке равно Д / Jl градусоЕ П р е Д IV: и 3 а о D е т е н и я Магнитомодуляшюнный фазоч вствительный нуль-орган, содержащий магнитомодуляционный элемент с генератором возбуждения на основе последовательного триггерного делителя частоты, усилитель и форгушрователь импульсов, соединенный с входами элементов совпадения полезного и опорного сигналов фазочувствительного детектора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с .целью увеличения стабильности нулевого уровня и быстродействия, он снабжен включе1П1Ыми между усилителем и формирователем импульсов последовательно соединенными двухполупериодным выпрямителем и ограничителем сигнала по минимуму , а также двумя tl -ВХОДОВЫМИ Л01Ч1ческими элeмeнтa и И, включенными ме/ivду триггерным делителем частоты и элементами совпаден11Я ф1азочувств.11телышго детектора, fl-e входы которых соединен)) с противофазными выходами Д-го триггера делителя частоты, остальные одноименные входы логических элементов 11 попарно соединены и подключены к выходам соответствуюищх ( fl - 1)--х трипперов делителя частоты.

1

t/г. 2