Следящий цифровой фазометр с постоянным измерительным временем Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

(54) СЛЕДЯЩИЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ

. , I ., Изобретение относится к измери.тельной технике и может быть испопьзовано для контроля характеристик фазовых датчиков, например, линейных индуктосинов. Известен фазометр, содержаций мирователи импульсов триггерные детали частоты, схему И, коммутатор, выходы которого соединены с входами схемы И, один из делителей частоты содержит инвертор,mj основных ито-1 дополнительных триггеров, причем один ИЗ выходов tt-1-го дополнительного триггера связан со счетным входом п-го основного триггера, другой выход - со счетным п го дополнительного триггера, счетный вход первого дополнительного триггера соединен с выходом инвертора, а выходы основных триггеров соединены со входами коммутатора. Приведенное устройство раб тает по принципу сложения и позволяет измерять фазовые сдвиги в предела 1,2,3,...) D3. .. . .2. -/; . Однако этот фазометр имеет.низкую .точность измерения фазового сдвига, обусловленная применением однополупериодной схемы измерения, низкую достоверность измере1шй из-за сбоев делителей частоты от помех, переменную разрешающую способность, зависящую от коэффициента делеиия делителей частоты. Наиболее близким к предлагаемому является двухполупериодный цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий формирователь, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к входу выходного счетчика, а вторые входы через дифференцирующие цепи подключены к противофазным выходам первого триггера, вход которого подключен к входу делителя частоты и выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу задающего генератора, а вто39рОй - к выходу второго триггера, вход которого подключен к выходу делителя частоты 21. Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон измерения, равный 360. Цель изобретения - распюрение диа пазона измерений фазового сдвига. Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий формирователь, выходы которого подклю. чены к первым входам первого и второ го элементов И, Ш)1ходы которых чере:з элемент ИЛИ подключены к входу выхо);нЬго счетчика, а-вторые входы .через дифференцирзпощие цепи подключены к противофазным выходам первого .триггера, вход которого подключен к входу делителя частоты и выходу третьего элемента И, первый вход которо го подключен к выходу заданяцего гене ратора, а второй - к выходу второго триггера, вход которого подключен к выходу Делителя частоты, введены счетный триггер, дополнительные первые, вторые, третьи и четвертые элементы И, дополнительный элемент ШШ, нормализатор, фильтр,D-триггер, дополнительный триггер, первый и второй компараторы, дополнительные первый и второй формирователи, дополнительный делитель частоты и реверсивный счетчик, причем вход счетного триггера подключен к второму выходу формирователя,, а выходы - к первым входам первого и второго дополнительных элементов И, вторые вхо ды которых подключены к выходамформирователей, а выходы - к входам дополнительного элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу нормализатора, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого подключен к входам D-триггера и первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены соответственно к .источникам опорных напряжений, а выходы к входам дополнительного триггера, противофазные выхода которого подключены к входам первого и второго дополнительных формирователей, выходы которых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого дополнительных элементов И, выходы которьк подключены к входам реверсивного счетчика, а вторые входы - к противофазным выходам D -триггера, вход синхронизации которого подключей к выходу дополнительного делителя частоты, вход которого подключен к инверсному выходу счетного триггера. На фиг. 1 приведена функциональная схема следящего цифрового фазометра с постоянным измерительным временем на фиг. 2 - диаграмьы, объяснякхцие следящий принцип.работы фазометра. Следящий фазометр содержит формирователь 1, элементы 2 И, счетчик 3 импульсов, задающий генератор 4, элемент 5, делитель 6 частоты, триггер 7, триггер 8, дифференцирукнцие . цепи 9, элемент Ю ШШ счетный триггер И, дополнительные элементы 12И, дополнительный элемент 13 ИЛИ, И -триггер 14, компаратор 15, нормализатор 16, фильтр 17, дополнительный делитель 18 частоты, дополнительный триггер 19, дополнительные формирователи 20 импульсов, дополнительные элементы 21 И, реверсивный счетчик 22. Выходы формирователя 1 подключены к входам эаементов 2 И и дополнительных элемвн ов 12 И. Выход элементов 2 И подключен через элемент 10 ИЛИ к выходному счетчику 3 а вторые. входы эленентЬв 2 И через дифференцирукнциа цепи 9 подключены к противофазным выходам триггера 8, на вход которого в течение измерительного времени, сфорьшрованного делителем 6 частоты и триггером 7, через ключ поступают импульсы задающего генератора 4, второй выход формирователя 1 подключен к входу счетного триггера 11, выходы которого подключены к вторым входам дополнителышх элементов 12 И, выходы которых через дополнительный элемент 13ИЛИ подключены к выходу нормализатора 16 и фильтра 17, выход которого подключен к входуD-триггера 14и компараторов 15, а выходы последних подключены к входам дополнительного триггера 19, выходы которого через 5oпoпнитeльныe формирователи 20 подключаются к первым входам дополнительных элементов 2 И, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика 22, а вторые входы - к выходам D-триггера 14, вход синхронизации которого подключен к выходу делителя 18 частоты, вход которого подключен к инверсному входу счетного триггера II. .5 .9 Фазометр при измерениях фазового сдвига в пределах От360, работает следукидим образом. Следящий.принцип измерения основан на том, что для фазометра с промежуточным преобразователем и формирователем сигналов пропорционален фазовому сдвигу, по триггерному способу, зависимость напряже шя от сдвига фазы (фиг. Za) является цикли ческой и разрывной в точках 2ПК. При подходе слева (в сторону увеличения фазового сдвига происходит скачок на пряжения с максимального уровня на минимальный уровень. Аналогично, при подходе справа происходитскачок с минимального уровня на максимальный Схема, состоящая из дополнительных элементов 12 И, дополнительного элементй 13 ШШ, счётного триггера 11 нормализатора 16 и фильтра 17, являе ся двухполупериодным фазометром с промежуточным преобразователем, которая в сочетании с триггерным формирователем 1 имеет зависимость напряжения от фазового сдвига (фиг.2а) Компараторы 15 устанавливают до- . лолнительный триггер 19 в единицу, когда напряжение с выхода фильтра Уф достигает максимального уровня и устанавливают в нуль , когда напряжение достигает минимального уров ня фиг. 2 в и с). Дополнительные формирователи 20 импульсов по положительному перепаду вырабатывают им пульсы, поступамщие на дополнительшие элементы 21 И. В -триггер 14 является стробируегвлм компаратором с памятью и служит для хранения предистории процесса измерения. Делитель 18 частоты служит для согл сования периода перезаписиD-триггера 14 и постоянной времени фильтра 17. Если Vф находится вблизи и происходит скачок, то на сумfflflU . „ мирукнции вход реверсивного счетчика 22 поступает импульс (фиг. 2а). Ан логично, если V{j) было близко к V miп и происходит скачок, то поступает импульс (фиг. 2е) на вычитающий вход реверсивного счетчика 22. Если ф м няется плавно (в пределах одного цикла характеристики), то сигналы D -триггера запрещают прохозвдение импульсов с выходов дополнительных формирователей 20 на входы реверсив ного счетчика 22. Формула изобретения Следящий цифровой фазометрс постоянным измерительным временем, содержащий формирователь, выходы которого подключень к первым входам первого и второго элементов И выходы которых через элементы ИЛИ подключены к входу вьпсодного счетчика, а вторые входы че:рез дифференцирующие цепи подключены к противофазным выходам первого триггера, вход которого подключен,к входу делителя частоты и выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу задающего генератора, а втот рой - к выходу второго триггера, вход которого подключен к выходу делителя частоты, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерений сдвига.фаз в него введены счетш й триггер, допол-. нительные первые, вторые, третьи и четвертые элементы и, дополнительный элемент ИЛИ, нормализатор,фильтр D -триггер, дополнительный триггер, первый и второй компараторы, дополнительные первый и второй формирователи, дополнительный делитель частоты и реверсивный счетчик, причем вход счетного триггера подключен к второму выходу формирователя, а выхо1ДЫ -.к первым входам первого и второго дополнительных элементов И, вторые входы которых подключены к выходам формирователей, а выходы входам дополнительного элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу нормализатора, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого . подключен к входам D -триггера и первым входам первого и второго компараторов вторые входы котОрых подключены соответственно к источникам опорных напряжений, а выходы к входам дополнительного триггера, противофазные выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго дополнительных формирователей, вьпсоды которых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого дополнительных элементов И, выходы кото- : ,; рых подключены к входам реверсивного счетчика, а вторые входы - к противофаз ным выходами-триггера, вход синхронизации которого подключен к выходу дополнительного делителя ча79113658

стоты, вход которого подключен к1. Авторское свидетельство СССР

инверсному выходу счетного триггера. 410330, кл. G 01 R 25/00, 1974.

Йсточйики информации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе , 211655, кл. G 01 R 25/00, 1968.

IT

Л

P.

я

Ji