Амплитудно-дифференциальный нульорган Советский патент 1981 года по МПК G05B1/01 

(54) АМПЛИТУДНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬЕШЙ НУЛЬ-ОРГАН

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля комплексных сопротивлений, мостах и компенсаторах переменного тока.

Известен амплитудно-дифференциальный нуль-орган для сравнения двух синусоидальных напряжений по амплитуде, когда одно из них остается неизменным в процессе уравновешивания, содержащий по числу сравниваемых напряжений два блока согласования, выход одного из которых через первый двухполупериодный выпрямитель и фильтр подсоединяется к первому входу блока сравнения, выход второго блока согласования через второй двухполупериодный выпрямитель и аттенюатор подключается ко второму входу блока сравнения. Выход схемы сравнения соединен со входом индикатора соотношения амплитуд, состоящего из последовательно подключенных усилителя переменного тока, двухполупериодного выпрямлтеля и реле 1.

Однако в таком устройстве имеет место ограниченное быстродействие, а именно: результат сравнения получается за время, равное не менее 0,5-0,25 периода частоты, изменяющегося в процессе уравновидивания напряжения.

Известен амплитудно-дифференциалы ный нуль-орган, содержащий два блока согласования, выход одного из которых через первый двухполупериодный выпрямитель, фильтр и делитель напряжения подключен к одному из вхо10дов блока сравнения, выход второго блока согласования соединен параллельно через усилитель-ограничитель и блок временной задержки с управляющим и через второй двухполупери15одный выпрямитель и аттенюатор со вторым сигнальным входом блока сравнения 2 .

Недостатком этого устройства является то, что данное устройство по20зволяет получить информацию о соотношении амплитуд двух сравниваемых сигналов, но не дает информацию о соотношении каждой из составляющих (синфазной и квадратурной) одного

25 из сигналов и амплитуды другого сигнала, взятого за опорный, кроме того, информация получается только о качественном соотношении (т.е. какой из сигналов больше или меньше), но

30 отсутствует информация о количественном отношении, т.е.во сколько раз больше или меньше.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем получения цифровой информации о соотношении амплитуд составляющих одного из сигналов с амплитудой второго сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два блока согласования, выход первого из которых через двухполупериодный выпрямитель, фильтр и делитель напряжения соединен с первым входом блока сравнения, выход второго блока согласования через второй двухполупериодный выпрямитель и аттенюатор содинен со вторым входом блока сравнения, введены два формирователя импульсов и реверсивный счетчик, причем выход первого блока согласования через первый формирователь импульсов соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу блока сравнения и первому управляющему входу делителя напряжения/ выход второго блока согласования через второй формирователь импульсов соединен со вторым управляющим входом делителя напряжения, с управлякмдим входом блока сравнения и со вторым управляющим входом реверсивного счетчика.

Такое конструктивное решение обепечивает получение цифровой информации о соотношении каждой из составляющих (синфазной и квадратурной) одного из сигналов и амплитуды другого сигнала, взятого за опорный.

На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, пояснякяцие его работу.

Устройство содержит (фиг. 1) бло 1 и 2 согласования, двухполупериодные выпрямители 3 и 4, формирователи 5 и б импульсов, фильтр 7, делтель 8 напряжения, аттенюатор 9, блок 10 сравнения, реверсивный счетчик И,

Амплитудно-дифференциальный нульорган работает следующим образом.

Напряжения U и иг1(фиг. 2, строка а ) через блоки 1 и 2 согласование и через двухполупериодные выпрямители 3 и 4 подаются на фильтр и аттенюатор 9 соответственно. На вьвсоде фильтра 7 получают постоянное напряжение , (Фиг, 2, строка ii на выходе аттенюатора 9 - пульсирующее напряжение (фиг. 2, строка t), ослабленное на величину, равную потерям напряжения U в фильтре 7.

Кроме того , напряжение и-,(фиг.2 строка а) с выхода блока 1 согласования поступает на первый формирователь 5 импульсов. Короткие импульсы с выхода первого формирователя 5 импульсов поступают на первый управляющий вход реверсивного счетчика 11 .

Напряжение U, (фиг. 2, строка сг ) с выхода блока 2 согласования поступает на второй формирователь 6 импульсов.

В начальный момент времени коэффициент передачи делителя 8. напряжения равен -,где п - количество

дискретных уровней сигнала Ug (фиг. строкаЬ ). В момент t прохождения сигнала и через нулевой уровень

(фиг. 2, строка а ) с выхода второго формирователя 6 импульсов короткий импульс (фиг. 2, строкам ) поступает на первый управляющий вход делитля 8 напряжения, на управляющи:1 вход блока 10 сравнения и на второй управляющий вход реверсивного счетчика 11, По этому импульсу начинается сравнение сигналов Ugn и UQ

(фиг. 2, строкаЪ ), коэффициент передачи делителя 8 напряжения увеличивается на вел-ичину -

реверсивпный счетчик начинает считать на сложение,

В момент равенства сигналов Uon и и,з короткий импульс (фиг. 2, строка Ё ) с выхода блока 10 сравнения поступает на счетный вход реверсивного счетчика 11 и на второй управляющий вход делителя 8 напряжения, коэффициент передачи которого при этом мгновенно увеличивается на величину - (фиг. 2, строкаЪ ) и остается постоянным до поступления следующего импульса с выхода блока 10 сравнения на второй управляющий вход делителя 6 напряжения, т,е. до момента ближайшего равенства сигналов и и Uj. В момент ti прохождения сигнала U через нулевой уровен короткий положительный импульс (фиг, 2, строка е) с выхода первого формирователя б импульсов поступает на первый управляющий вход делителя 8 напряжения, на управляющий вход блока 10 сравнения и на второй управляющий вход реверсивного счетчика 11. Показание т реверсивного счетчика 11 в момент t ij равно отношению квадратурной составляющей сигнала U2 к амплитуде сигнала Ц, , умнженному на число п, т.е.

m Ч

п.

и

В момент t, когда сигнал Uij достигает своего экстремального значения (фиг. 2, строка а ), второй формирователь б импульсов формирует короткий импульс отрицательной полярности (фиг, 2, строкаd ), который поступает на первый управляющий

вход делителя 8 напряжения, на управляющий вход блока 10 сравнения и на второй управляющий вход реверсивного счетчика 11. С приходом этого короткого импульса на второй управляющий вход реверсивного счетчика 11

ОН начинает работать на вычитание, а коэффициент передачи делителя 8 напряжения мгновенно уменьшается на

величину шага дискретности и остается постоянньам до поступления импульса с выхода блока 10 сравнения на второй управляющий вход делителя 8,т.е. до момента ближайшего равен ства сигналов Uon и U.

В момент когда сигнал и проходит через J , первый формирователь

б импульсов формирует короткий импульс отрицательной полярности . (фиг. 2, строкам), который поступает на первый вход делителя 8 напряжения, на управляющий вход блока 10 сравнения и на второй управляющий вход реверсивного счетчика 11 Показание J реверсивного счетчика 11 в момент времени t равно отношению, амплитуды синфазной составляющей сигнала U,j к амплитуде сигнала U-, , умноженному на число п, т.е.

-I

Ucopg

п

п,

и

ml

где t - K-j;

к - количество импульсов с выхода нуль-органа от момента t до момента t(фиг. 2) ; j -количество импульсов за время между моментами ti, и t.. Использование предлагаемого устройства в цифровых мостах, компенсаторах, а также систем автоматизированного контроля и управления технологическими процессами позволяет значительно повысить их быстродействие.

Формула изобретения

Ампитудно-дифференциальный нульорган, содержащий два блока согласования, выход первого из которых через двухполупериодный выпрямитель,

0 фильтр и делитель напряжения соединен с первым входом блока сравнения, выход второго блока согласования через второй двухполупериодный выпрЯ1«1Итель и аттенюатор соединен со вторым

5 входом блока сравнения,о тли чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены два формирователя импульсов и реверсивный

0 счетчик, причем выход первого блока согласования через первый формирователь импульсов соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу блока сравнения и

5 первому управляющему входу делителя напряжения, выход второго блока согласования через второй формирователь импульсов соединен со вторым управляющим входом делителя напряже0ния , с управляющим входом блока сравнения и со вторым управляющим .входом реверсивного счетчика.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

№ 223875, кл. G 05 В 1/01, 06.08.68.

341003, кл. G 05 В 1/01, 05.06.72.

и

Uon

Фие.г