Устройство для измерения низкой частоты Советский патент 1980 года по МПК G01R23/06 

Изобретение относится к электри ческим измерениям и предназначено для измерения низкой частоты электри ческих сигналов. Известен частотомер инфранизких электрических колебаний, содержащий усилитель-ограничитель, несимметричный триггер, одновибратор, генератор пилообразного напряжения с запоминанием, ключи и блок обратной величины с запоминанием, представляющий собой операционный усилитель с запоминающим конденсатором в цепи обратной связи и с.входным нелинейным сопротивлением, подключенным ко входу этого усилителя через полупроводнико вый диод, а к точке соединения назва ных сопротивления и диода подключен полупроводниковый ключ, соединенный с выходом одновибратора 1. Недостатками известного преобразо вателя являются низкая точность изме рения, вызванная наличием входного нелинейного сопротивления, сложность схемного решения. Известен также конденсаторный час тотомер, содержащий источник постоян ного напряжения, ключ, зарядно-разрядный конденсатор г усилитель с параллельной отрицательной обратной связью, делитель напряжения на резисторах, преобразователь переменного напряжения в постоянное, усредняющий фильтр и вольтметр отношений 2. Известный частотомер также имеет невысокую точность измерения, обусловленную наличием в схеме преобразователя переменного напряжения в постоянное (пикового детектора) и ошибкой, связанной с конечным временем разряда конденсатора конденсаторного преобразователя. Кроме того, этот частотомер сложен при настройке и изготовлении за счет наличия в нем преобразователя переменного напряжения в постоянное и фильтра нижних частот. Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения низкой частоты, содержащее конденсаторный преобразователь, выход которого соединен с делительным входом измерителя отношений, другой вход измерителя отношений соединен с источником опорного напряжения, а конденсаторный преобразователь вьшолнен в виде время-амплитудного преобразователя. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит конденсаторный преобразователь, выполненный в виде время-амплитудного преобразователя 1 источник 2 опорного напряжения и изме ритель 3 отношений, состоящий из ключей 4 д 5,интегратора 6, компаратора 7, источника 8 опорного уровня, генератора 9 импульсов, элемента 10 совпадения, счетчика 11 импульсов, усилителя 12 и индикатора 13. Устройство работает следующим образом. Импульсы измеряемой частоты, преобразованные в электрические сигналы поступают на вход время-амплитудного преобразователя 1, запоминающий конденсатор которого начинает заряжаться по линейному закону до напряжения VI Ъ /л где и. -напряжение на запоминающем конденсаторе; -период измеряемого продес са; -коэффициент пропорциональ ности. Задний фронт импульса измеряемого периода прекращает заряд конденсатор и на нем устанавливается постоянное напряжение, которое является выходным напряжением время-амплитудного преоб разователя 1. Напряжение, формируемое источнико 2 опорного напряжения, подается чере ключ 4 измерителя 3 отношений на интегратор 6. Конденсатор интегратора б начинает заряжаться от источника 2 опорного напряжения с момента сраба.т вания компаратора 7, определяемого в личиной напряжения U источника 8 опорного уровня (см. фиг. 2, момент времени ц). Заряд конденсатора буде продолжаться до заполнения счетчика 11 от генератора 9 импульсов через элемент 10 совпадения (см. фиг. 2, момент времени t2) . При этом изменения напряжения на выходе интегратора 6 до момента переполнения счетчика 11определяются по формуле где ли изменение напряжения на выходе интегратора; опорное напряжение источ ника 2; время заряда конденсатор интегратора 6, определяемое временем полного за полнения счетчика; постоянная времени интег ратора б. Сигнал переполнения счетчика 11, поданный через усилитель 12, закрывает ключ 4 и открывает ключ 5. Напряжение с выхода время-амплитудного преобразователя 1, равное U К х X , подаваемое через ключ 5 в обратной полярности, разряжает конденсатор интегратора 6 до момента срабатывания компаратора 7 (см. фиг. 2, момент времени t) на ту же величину -вык В момент срабатывания компаратора 7 ключ 5 закрывается, и в счетчике 11 зафиксируется число N, пропорциональное времени разряда t конденсатора интегратора 6, то есть где К2 коэффициент пропорциональности интегратора б. Поскольку напряжения заряда и разряда конденсатора интегратора б равны между собой, то справедливо записать равенство: Uc-tpg-jp с учетом выражений (1) и (3) получим UOH-T . (5) откуда иглл Поскольку величины U являются зафиксированными, а .--г то N К где К - коэффициент пропорциональности, равный .. „ Uon I Таким образом, в счетчике зафиксируется число, пропорциональное частоте измеряемого процесса. Формула изобретения Устройство для. измерения низкой частоты, содержащее конденсаторный преобразователь, выход которого соединен с делительным входом измерителя отношений, отличающееся тем, что, с целью повьпиенин точности и упрощения устройства, дру гой вход измерителя отношений соединен с источником опорного напряжения, а конденсаторный преобразователь выполнен в виде время-амплитудного преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №189944, кл. G 01 R 23/06, 1964. 2.Авторское, свидетельство СССР № 347674, кл. G 01 R 23/06, 1970.

(. Uffrnfffl