Следящий низкочастотный частотомер Советский патент 1978 года по МПК G01R23/00 

(54) СЛЕДЯЩИЙ НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ЧАСТОТОМЕР порогового блока, второму входу дешифратора равноотдаленных состояний и третьему входу коммутатора двух частот, четвертый и пятый входы коммутатора двух частот соединены с выходом генератора опорной частоты, а каждый выход коммутатора двух частот подключей соответственно к третьему входу блока коррекции баланса, первому входу десятичного реверсивного счетчика и второму входу блока готовности измерения, ко второму входу десятичного реверсивного счетчика, третий вход которого соединен с выходом дешифрато ра равноотдаленных; состояний, при этом четвертый вход десятичного реверсивного счетчика соединен с выходом блока коррекции баланса, а пятый вход десятичного реверсивного счетчика подключен к третьему входу блока готовности измерения и четвертому входу блока коррекции баланса, причем выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом счетчика с автоматическим выбором пределов измерения, а тре тий вход дешифратора равно отдаленных состояний подключен к выходу регистра памяти. На чертеже дана структурная схема предлагаемого следящего низкочастотного частотомера, Этот следящий низкочастотный частотомер содержит входной формирователь 1, десятичный счетчик 2 со схемой -автоматического выбора пределов, генератор 3 опорных частот,.регистр 4 памяти, подключенный .к первой управля емой проводимости мостового преобразо вателя 5, дешифратор 6, нуль-орган 7, пороговый блок 8, реверсивный счетчик 9, подключенный к другой управляемой проводимости мостового преобразователя 5, коммутатор 10 двух частот блок И коррекции баланса, блок 12 го товности измерения и устройство 13 вывода результата.Работает предлагаемый следящий низ кочастотный частотомер следующим обра зом. Входной сигнал поступает на вход формирователя 1, Импульс начала перво го периода измеряемого сигнала с выхо да формирователя 1 синхронизирует гене ратор 3 опорных частот . Десятичный счетчик 2 со схемой автоматического в бора пределов.при этом .устанавливается в О и начинает счет величины периода входного сигнала. Наличие десятичного счетчика 2 со схемой автома тического выбора пределов устраняет пробные измерения и позволяет использовать первое измерение периода как достоверное информативное значение. Передний фронт следующего с выхода формирователя 1 импульса конца первог периода повторно производит синхронизацию генератора 3, осуществляет пере запись состояния десятичного счетчика 2 в регистр памяти 4 и сбор десятично го счетчика 2 О, который сразу же начинает счет величины второго периоа входного сигнала. Мостовой преобразователь 5 в этом случае оказывается сильно разбалансированным, поэтому пороговый блок 8 включается и разрешает перезапись состояния дешифратора 6 в десятичный реверсивный счетчик 9, которая происходит по сигналу конца первого периода, поступающего на другой разрешающий вход дешифратора б. Импульсом конца первого периода блокируется работа коммутатора 10 частот и блока 11 коррекции баланса на время переходного процесса з мостовом преобразователе 5, В это время происходит срабатывание нуль-органа 7 в зависимости от того, в какую область от точки равновесия будет установлен десятичный реверсивный счетчик 9 с помощью дешифратора 6. Нуль-орган 7 включит в реверсивном десятичном счетчике 9 режим сум мирования + или режим вычитания Дешифратор 6 работает таким образом, что весь объем десятичного реверсивного счетчика 9 он разлеляет на 4% равных частей (областей), причем счетчик 9 устанавливается им в состояние, близкое значению входной частоты, период которой зафиксирован в регистре 4 памяти. При Э1ом самое максимальное удаление, установленное дешифратором 6, значения частоты в десятичном реверсивном счетчике 9 от реального может отличаться на N / п ступеней квантования, где М - объем реверсивного счетчика 9, П - количество состояний дешифратора б, После окончания блокировки коммутатора 10 частот и блокс 11 коррекции баланса коглмутатор 10 частот под воздействием сигнала с порогового блока 8 подключит к,счетному входу реверсивного счетчика 9 из двух частот высшую - частоту достижения форсированного баланса моста. При этом, путем счета единичных приращений скорость переключения реверсивным счетчиком весовых проводимостей настолько велика, что характер приближения нуль-органа 7 к моменту равновесия имеет Не обычно принятый ступенчатый характер, а непрерывно возрастающий с большой крутизной. Когда на такой скорости достигается равновесие мостового преобразователя 5, то, как обычно, срабатывает нульорган 7, и происходит реверс счетчика 9о В действительности точка равновесия указывается уже проскоченной, так как время установления переходных процессов в мостовом преобразователе 5 намного больше, чем период повторения импульсов высшей частоты, поданной из Koi-wyтатора 10 частоты на реверсивный счетчик 9, Срабатывание, нуль-органа 7 включает блок 11 коррекции баланса. 5 Подтверждением необходимости включен блока 11 является сигнал, поданный н него с порогового блока 8. Коммутатор 10 частот после достижения форсированного баланса продолжает оставаться в состоянии, при котором на счетный вход десятичного ре версивного счетчика 9 поступает высо кая частота форсирования. Первый и последующие импульсы этой частоты, поступившие после срабатывания нуль органа считаются одновременно реверсивным счетчиком 9 и блоком И корре ции баланса. При этом блоком 11 выдается на вход запрета реверса ревер сивного счетчика 9 импульс запрета реверса. Теперь в счетчике 9 происхо дит счет импульсов на высокой частот в направлекки, обратном тому, в. кото ром осуществлялось достижение формированного баланса. Число импульсов, поступивших при этом (ступеней коррек ции) на вход реверсивного счетчика 9 задается блоком 11 коррекции баланса и определяется отношением времени ус тановления ступеней проводимостей, включенных ка форсаже и куль-органа 7, к длительности периода частоты достижения форсированного баланса.. Так как период частоты форсированного баланса величина постоянная, а время установления включенных на форсаже ступеней проводимостей .и нуль-органа 7 изменяется незначительно, то это число принимается постоянным. Как только это число импульсов достигается, срабатывает блок 11 коррекции баланса, который снимает блокировку запрета реверса со счетчика 9 и выдает импульс переключающий коммутатор 10 частот в положение, при котором запрещается прохождение высокой частоты форсирования и разрешается прохождение низко частоты из генератора 3 опорных часто на счетный вход реверсивного счетчика 9. Кроме того, тот же сигнал, который поступает на коммутатор 10 частот из блока 11 коррекции баланса,- синхронизирует также генератор 3 опорных частот таким образом, что осуществляется привязка импульсов низкой частоты к моменту конца коррекции на форсирован ном режиме. Это необходимо для оконча тельного установления переходных процессов при переходе на обычный режим работы на низкой частоте, величина периода которой соизмерима с величино переходных процессов в мостовом преоб разователе. Ка этой частоте происходи окончательное уравновешивание мостово го функционального преобразователя 5, причем оно достигается всего за два три шага квантования. При этом проис.ходит срабатывание нуль-органа 7, реверсивного счетчика 9 и срабатывание блока 12 готовности измерения. Так как этот блок был закрыт импуль51сом периода из формирователя 1, то первый импульс низкой частоты откроет его, а все последующие импульсы с выхода нуль-органа 7 пройдут через него и преобразуются в сигнал готовности результата измерения, поступа нций на устройство 13 вывода результата. Следующий импульс конца второго периода произведет все те же действия, что и импульс конца первого периода, однако, срабатывание пороговой схемы 8 не произойдет, если длительность первого и второго периодов измеряемой частоты различаются незначительно. В свою очередь не сработает дешифратор 6 и блок 11 коррекции баланса, а коммутатор 10 частот будет в состоянии, при котором на счетный вход реверсивного счетчика 9 будет поступать низкая частота. Достижение равновесия, а также дальнейшее отслеживание мостового преобразователя 5 будет происходить на низкой частоте. Формула изобретения Следящий низкочастотный частотомер, содержащий последовательно соединенные входной формирователь, генератор опорной частоты, счетчик с автоматическим выбором пределов измерения, регистр памяти, а также мостовой функциональный преобразователь, одно плечо которого подключено к выходу десятичного peaepcHBEioro счетчика с устройством индикации, а другое плечо соединено с выходом регистра памяти, при этом в одну диагональ мостового функционального преобразователя включен источник питания моста, а в другую диг1гональ - нуль-орган, выход которого подключен к цепи реверса реверсивного счетчика, а выход входного формирователя подключен также ко второму входу счетчика с автоматическим выбором пределов, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены пороговый блок, дешифратор равноотдаленных состояний, коммутатор двух частот, блок коррекции баланса и блок готовности измерения, причем выход входного формирователя подключен к первым входам дешифратора равноотдаленных состояний, блока коррекции баланса, блока готовкости измерения, коммутатора двух частот и генератора опорной частоты, втоРОй вход которого соединен со вторым ; входом ком мутатора двух частот и выходом блока коррекции баланса, второй вход которого подключен к выходу порогового блока, второму входу дешифратора равноотдаленных состояний и третьему входу ком мутатора двух частот, четвертый и пятый входы KOMjviVTaTopa двух частот соединены с выходом генератора

опорной частоты, а каждый выход коммутатора двух частот подключен соответственно к третьему входу блока коррекции баланса, первому входу десятичного реверсивного счетчика и второму входу блока готовности измерения, ко второму входу десятичного реверсивно го счетчика, третий вход которого соединен с выходом дешифратора равноотдаленных состояний,при этом четвертый вход десятичного реверсивного счетчика соединен с выходом блока коррекции баланса, а пятый вход десятичного реверсивного счетчика подключен к третьему входу блока готовности измерения и четвертому входу блока коррекции баланса, причем выход генератора опорной частоты соединен со вторЕзгм входом счетчика с автоматическим выбором пределов измерения, а третий вход дешифратора равноотдаленных состояний подключен к выходу регистра - памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Гриневич Ф.Б. и др. Новый способ поочередного уравновешивания автоматических экстремальных мостов переменного тока, Автометрия, 1966, № 6.

2.Смолов В.Б., Кантор Е.Л. Мостовые вычислительные устройства, М,,

Энергия, 1971, с.38.