Селективный измеритель параметров периодических сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01R19/22 

(54) СЕЛЕКТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКР1Х СИГНАЛ СВ

I

Изобретение относится к электроизм-ерительной технике, в частности к устройств м усиления, преобразования и изме- рения малых значений периодических токов или напряжений, например, с выхода различного рода первичных преобразователей..

Известны селективные измерители параметров периодических сигналов, содержащие модуляторный датчик, основной усилительно-преобразовательный тракт, состоящий из избирательного усилителя, выпрямителя и сумматора постоянных напряжещ|й, корректирующий тракт, выполненный в виде прерывателя постоянных напряжений, масштабного преобразователя, вычитающего устройства, дополнительных избирательного усилителя и выпрямителя, а также источник переменного тока и формирователь напряжений 1.

Известные преобразователи имеют нестабильный коэффициент передачи.

Наиболее совершенным является селективный, измеритель параметров периодических сигналов , содержащий модуляторный датчик, основной усилительнопреобразовательный тракт, состо5пций из последовательно включенных первого избирательного усилителя, вьшрямителя, сумматора постоянных напряжений и отсчетного устройства постоянного тока, корректирующий тракт, состоящий из последовательно соединенных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к выходу выпрямителя основного усилительно-преобразовательного тракта, первого масштабного преобразователя. Первого вычитающего устройства, другим входом соединенного с выходом модуляторного датчика, h дополнительных контуров коррекции, каждый из которых cocTOJHT из второго избирательного усилителя, последовательно включенных второго прерывателя постоянного напряжения, второго масштабного преобразователя и второго вычитающего устройства, другим входом соединенного с выходом первого вычитающего устройст- ва корректирующего тракта, выход второго вычитающего устройства соединен с входом второго изб1фательного. усилителя последующего контура коррекции, вход второго вычитающего устройства является первым входом каждого дополнительного контура коррекшга, а также источни переменного тока, первый выход которого соединен с входом модуляторного датчика, формирователь опорного напряжения, один вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, другой - со входом первого вычитающего устройства, выходом модуляторного датч ка и входом первого избирательного усилителя основного усилительно-преобразовательного тракта, а выход - является вторым входом дополнительного контура коррекции и подключен к уцравл5пощему входу первого прерывателя постоянных напряжений и к управляющему входу второго прерывателя постоянных напряжений являющемуся третьим входом дополнител ного контура коррекции, первым выходом которого является выход второго прерывателя постоянных напряжений, соединенный с соответствующим входом сумматор переменных напряжений, другие входы которого соединены с первыми входами последующих дополнительных контуров коррекции, выход сумматора переменных напряжений подключен к отсчетпому устройству переменного тока 2. Недостатком известного устройства является невысокая стабильность коэффициента передачи. Цель изобретения - повышение стабил ности коэффициента передачи устройства при сохранении избирательности. Данная цель достигается тем, что в селективном измерителе параметров периодических сигналов, содержащем модуляторный датчик, основной усилительнопреобразовательный тракт, состоящий из последовательно включенных первого избирательного усилителя, вьшрямителя, сумматора постоянных напряжений и от- счетного устройства постоя1шого тока, корректирующий тракт, состоящий из последовательно соединенных первого прерывателя постоянного напряжения, вход которого подключен к выходу выпрямителя основного усилительно-преобразовател ного тракта, первого масштабного преобразователя, первого вычитающего устрой ства, другим входом соединенного с выходом модуляторного датчика, И дополнительных контуров коррекции, каждый 6 84 из которых состоит из BTOpojo избирательного усилителя, последовательно включенных второго прерывателя постоянного напряжения, второго масштабного преобразователя и второго вычитающего устройства, другим входом соединенного .с выходом первого вычитающего устройства корректирующего тракта, выход второго вычитающего устройства соединен с входом второго избирательного усилителя последующего контура коррекции, вход второго вычитающего устройства является первым входом каждого контура коррекции, а также источник переменного тока, первый выход которого соедиршн с входом модуляторного датчика, фсрмировательопорного напряжения, один вход котглрого соединен с вторым входом источника, переменного тока, другой - со входом первого вычитающего устройства, выходом модуляторного датчика и входом первого избирательного усилителя основного усилительно-преобразовательного тракта, а выход - является вторым входом дополнительного контура коррекции и подключен к управляющему входу первого прерывателя постоянных напряжений и к управляющему входу второго прерывателя постоянных напряжений, являющемуся третьим входом дополнительного контура коррекции, первьгм выходом которого является .выход второго прерывателя постоянных напряжений, соединенный с соответствующим входом сумматора переменных напряжений, другие входы которого соединены с первыми выходами последующих дополнительных контуров коррекции, выход сумматора переменных напряжений подключен к отсчетному устройству переменного тока, каждый дополнительный контур коррекции снабжен фазочувствительным вьшрямителем, первый вход которого соединен с избирательным усилителем этого же дополнительного контура коррекции, второй вход - с формирователем опорного напряжения, а выход, являющийся вторым выходом дополнительногх) контура коррекции, подключен к одному из входов второго прерывателя постоянных напряжений и одному из входов сумматора постоянных напряжений, другие входы которого соединены с вторыми выходами последующих дополнительных контуров коррекции, выход второго вычитающего устройства, явл$пощийся третьим выходом каждого дополнительного контура коррекцш, соединен с первым входом послелующего дополнительного конту1)а коррокщ. : пиглолиий вх.)л сумматора постоянных 1гппряж ; ний погшлючен к третьему выходу П следиого лопоинительного контура корРОК1ШИ. Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже. Селективный измеритель параметров периодических сигналов содержит модуляторный датчик 1, основной усилительно-преобразовательный тракт, состоящий из последовательно вклю ченных избирательного усилителя 2, выпрямителя 3, сумматора постоянных напряжений 4 и отсчетного устройства постоянного тока 5, и корректирующий трак состоящий из последовательно соединенных прерывателя постоянного напряжения С, вход которого подключен к выпрямителю 3, масштабного преобразователя 7, вычитающего устройства 8, другим входом соединенного с Модуляторным датчиком 1 и избирательным усилителем 2, а выходом - с последовательно соединенными избирательным усилителем 9, фазочувствительным вьшрямителем 10, прерывателем постоянных напряжений 1 Г, масштабным преобразователем 12 и вычи тающим устройством J.3, другим входом соединенного с вычитающим устройством 8 и избирательным усилителем 9. В состав измерителя также входят дополнитель ные, минимум один, контуры коррекшш, каждый из которых аналогичен элементам блок-схемы и их связям внутри пунктирного прямоугольника. Кроме того, в блок схему устройства входит источник переменного тока 14, формирователь опорных напряжений 15, а также суммап р переменных напряжений 16 и отсчетное устройство переменного тока 17. Работа устройства происходит следующим образом. Периодический сигнал с выхода модуляторного датчика 1, поступает в Ьсновной усилительно-преобразовательный тракт, а также на один из вхо дов вычитающего з стройства 8 тракта . коррекции. В основгюм тракте выделяется, усиливается и выпрямляется, например, первая гармоника входного сигнала, на которую настроен избирательный усилитель 2. Постоянное напряжение после выпрямителя 3 поступает на сумматор по стоянных напряже1шй 4, к выходу которо го подключено отсчетное устройство постоянного тока 5, и одновременно в тракт коррекции на вход прерывателя постоянного напряжения С, управляемого напряжением, по частоте и фазе совпадающим с выходным сигналом датчика .1.. Управляющее напряжение С1шмается с выхода формирователя опорных напряжений 15, на вход которого поступают сигналы с источника переменного тока 14 и выхода модуляционного датчика 1, Переменная составляющая прямоугольного напряжения с выхода прерывателя, 6 поступает на сумматор переменных напряжений 16, после которого она отсчитывается соответственно отсчетным устройством переменного тока 17 и одновременно через масштабный преобразователь 7, коэффициент передачи которого выбирается ракным обратному значению номинальногр коэффициента преобразования основного усилительно-преобразовательного тракта, подается на вход вычитающего устройства 8, на другой вход которого поступает .входной сигнал. Сигналы на входах вычитаюшего устройства 8 сравниваются по первым гармоникам - при равенстве коэффициента передачи основного селективного тракта своему номинальному значению в выходном сигнале вычитающего устройства 8 напряжение первой гармоники отсутствует. Соответственно отсутствует сигнал и на выходе избирательного усилителя 2, настроенного на первую гармонику, и на выходе фазочувствительиого выпрямителя 10. При отклонении KQ-J.OT номинального значения KQTN выходе фазочувствительного вьшрямителя 14 появится постоянное напряжение - первая поправка, которое при или I соответственно вычтется либо сложится с выходным напряжением выпрямителя 3. Аналогично в дополнительных контурах коррекции сформируются напряжения - последующие поправки, которые также алгебраически просуммируются с .выходным сигналом основного усилительно-преобразовательного тракта. На входы всех последующих контуров коррекции подаются напряжения с выходов сравниваемых устройств предыдущих контуров коррекции, а выходы всех контуров по постоянному и переменному сигналу соединены соответственно с сумматорами постоянных и переменных напряжений, причем прерыватели постоянных напряжений всех контуров коррекции управляются напряжением с выхода формирователя 15. Относительная мультипликативная погрещность устройства уменьшается в К,- раз по сравнению с погрешностью осГновного тракта, где ц- число каналов, а К ствеличина, эквивалентная глубине К fb обратной связи. Введение корректирующих воздействий в устройстве не уменьшает коэффициента передачи и, тем самым, не расширяет полосу пропускания. Таким образом, путем использования в каждом дополнительном контуре коррек ции фазочувствительного вьшрямителя, первый вход которого соединен с избирательным усилителем, второй, вход - с формировйтёл л опорного напряжения, а выход - с преобразователем постоянного напряжения в переменное и с одним из входов сумматора постоянных напряжений и, кроме того, соединением каждого вычитающего устройства в осш)вном и дополййтбльном каналах одним входом с избирательцым усилителем этого же кана ла, а выходом - с избирательным усилителем последующего контура коррекшш, реализуется возможность повыщения стабильности коэффициента передачи устройства при сохранении его избирательности Формула изобретения Селективный измеритель параметров периодических сигналов, содержащий модуляторный датчик, основной усилительно преобразовательный тракт, состоящий из последовательно включенных первого избирательного усилителя, выпрямителя, сутйматора постоянных напряжений и отсчетногчэ устройства постоянного тока, корректирующий тракт, состр5пций из по- слёдб ат ёпьно соединенных первого пре рыватёля постоянного напряжения, вход кЬторого подключён к выходу выпрямителя осяовно го усилительно-преобразовател ного тракта, первого масщтабного преобразователя, первого вычитающего устрой ства, другим входом соединенного с выходом модуляторного датчика, h дополнительных контуров коррекции, каждый из которых состоит из второго избирател н6№ ус йЗйгРёля, посйедовательйо включен нйх SfерЬго прёрывгётеля постоянного на пряжения, второго масщтабного преобразователя и второго вычитающего устройства, другим входом соединенного с выходом первого вычитающего устройства коррект1фующего тракта, выход второго вычитающего устройства соединен с вхо-дом второго избирательного усилителя последующего контура коррекции, вход второго вычитающего устройства является первым входом каждого контура коррекшш, а также источник переменного тока, первый выход которого соединен с входом модуляторного датчика, форм1фователь опорного напряжения, один вход которого соединен с вторым выходом источника переменного тока, другой - со входом первого вычитающего устройства, выходом модуляторного датчика и входом первого избирательного усилителя основного усилительно-преобразовательного тракта, а выход - является вторым входом дополнительного контура коррекции и подключен куправляющем у входу первого прерывателя постоянных нaпpяжe шй и к управляющему входу второго прерывателя постоянных напряжений, являющемуся третьим входом дополнительного конту.ра коррекции, первым выходом которого является выход второго прерывателя постоянных напряжений, соединенный с соответствующим входом сумматора переменных напряжений, другие входы которого соединены с первыми выходами контуров коррекции, выход сумматора переменных напряжений подключен к отсчетному устройству перемешого тока, отличающийся тем, что , с целью повышения стабильности коэффициента передачи устройства при сохранении избирательности, каждый дополнительный контур KopjSeKции снабжен фазочувствительным выпрямителем, первый вход которого соединен с избирательным усилителем этого же дополнительного контура коррекции, второй вход - с формирователем опорного напряжения, а выход, являющийся вторым выходом допояш тельного контура коррекции, подключен к Одному из входов второго прерывателя постоянных напряжений и одному из входов сумматора постоянных напряжений, .другие входы которого сое-, динены с вторыми выходами последующих дополшггел.ьных контуров коррекции, выход второго вычитающего устройства, являющийся третьим выходом каждого дополнйтельйого контура коррекции, соединён с первым ВХОДОМ последующего дополнительного койтура коррекции, а последний вход сумматора постоянных напряжений подключен к третьему выходу последнего дополнительного контура коррекции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 344371, кл. Q О1 R 19/22, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 662874, кл. Q 01 R 19/00, 1979.