Устройство для контроля отклонений и колебаний частоты Советский патент 1982 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к электроизмереиию в энергетике Известно устройство для измерения отклонений частоты, содержащее схему И, триггеры, формирователи импульсов линию задержки, схему ИЛИ, генератор эталонных импульсов, счетчик, схему индикации tn. Однако данное устройство не позволяет измерять колебания частоты и работает при априорной известности номинальной частоты исследуемого сигнала . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерений отклонения частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирова тель импульсов и элемент И, выход ко торого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вхо формирователя импульсов подключен к входной шине l2l. Однако известное устройства не позволяет непрерывно измерять колебания частоты, имеет низкое быстродействие, обусловленное двумя циклами измерения исследуемого сигнала. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повы- шение быстродействия устройства. Эта цель достигается тем, что в устройство контроля отклонений и колебаний частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вход формирователя импуль- . сов подключен к входной шине, введены умножитель частоты, блок управления, блок переноса кода, блоки выделения максимальных и минимальных Кодов, реверсивный счетчик и цифровой логометр, выход которого подключен к входу блока индика дии, при этом первый вход цифрового логометра подсоединен к выходу блока переноса кода t второй вход - к выходу второго суммирующего счетчика, третий вход к выходу реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделения минимальных кодов, первый вход которого присоединен к выходу первог суммирующего счетчика, к второму вхо ду блока переноса кода, к первому входу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к четвертому входу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока выделения максимальных кодов, второй - с первым входом блока переноса кода, первый выход с вторым входом элемента И, а вход - с выходо формирователя импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножи теля частоты, вход которого подсоеди нен к входной шине. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит умножитель 1 частоты, формирователь 2 импульсов, элемент 3 И, суммирующий счетчик , блок 5 переноса кода, суммирующий счетчик 6, реверсный счетчик 7, блоки 8 и 9 выделения максимальных и ми нимальных кодов, цифровой логометр 10,блок 11 управления, блок 12 индикации. В устройстве используется метод автоматического измерения мгновенных значений исследуемого сигнала в п .точках периода измерения TO, который основан на умножении исследуемой час тоты в К раз умножителем .частоты, сравнении исследуемого сигнала с эта лонным и вычислении по этим данным отклонений и колебаний частоты. Устройство работает в трех режимах: режиме самоконтроля, измерения отклонений и измерения колебаний час тоты. Рассмотрим работу устройства в первом режиме. Исследуемое напряжение U ; U., с частотой f поступает на входы умножителя 1 частоты ив формирователь 2 импульсов. Формирователь 2 импульсов формирует импульсы при переходе исследуемого сигнала через нулевые значения, которые подаются на блок 11,куда поступают также импульсы с выхода умножителя 2. Блок II управления открывает элемент И 3 на 9 время TO. и на суммирующий счетчик 4 поступают исследуемые коды. За время измерения в суммирующем счетчике k происходит суммирование импульсов, пропорциональных номинальной частоте исследуемого сигнала. Данный код с суммирующего счетчика И через блок 5 переноса кода поступает в цифровой логометр 10 и регистрируется в нем. Одновременно в суммирующем счетчике 6, блоках 8 и 9, реверсивном счетчике 7 и цифровом логометре 10 определяются отклонения и колебания частоты f, которые должны быть равны нулю. При работе устройства в режиме 2 (измерения отклонений частоты) контролируемое напряжение U;( поступает на вход умножителя 1, где осуществляется умножение частоты в К раз, а также на вход формирователя 2, вырабатывающего импульс начала периода Уд, с приходом которого блок 11 управления открывает элемент И. Формирователь 2 осуществляет также формирование импульсов УХ в моменты перехода напряжения умножаемой частоты через нулевые значения. Умноженная частота fx К поступает на вход суммирующего счетчика 6. Элемент И 3 открывается на время Т, которое выбирается из условия, чтобы за это время на вход суммирующего счетчика 6 проходило 1000 импульсов умножейной номинальной частоты (емкость счетчика выбрана равной 1000). Все переполнения и непереполнения суммирующего счетчика 6 фиксируются в двух регистрах цифрового логометра 10 как количество импульсов, пропорциональное увеличению или уменьшению контролируемой частоты по сравнению с номинальной за время измерения Т. В логометре 10 осуществляется операция деления кодов, пропорциональных увеличению или уменьшению контролируемого сигнала, на код номинального значения частоты,.предварительно записанный в ячейках логометра 10. После, чего в блоке 12 фиксируется отклонение частоты исследуемого напряжения от номинальной, равное fx - fn При работе устройства в режиме измерения колебаний частоты контролируемое напряжение. Ux поступает на входы умножителя 1 частоты и формирователя 2, который вырабатывает импульс начала периода измерения V. Блок 11 по приходу импульса V от.кры вает логический элемент 3 И. Умноженная частота f К через элемент И 3 поступает на вход сумМйрующего счетчика Ц. За время измерения Тр в блоках 8 и 9 происходит выделение максимального и минимального «Э дов, пропорциональных максимальным и минимальным значениям частоты исследуемого сигнала. По командам с блока 11 коды N, и из блоков 8 и 9 поочередно поступают в реверсивный счетчик 7 на вычитание в соответствии с выражением .,icH.i«.la) t с тс1У min С выхода суммирующего счетчика 7 код согласно формуле С 2 ) поступает на вход логометра 10, в котором происходит деление кодов в соответствии с выражением гг7с х - ftn-in Данный код фиксируется затем в блоке 12 как величина колебаний частоты исследуемого напряжения. Точность измерения значений отклонений и колебаний частоты зависит от погрешности умножения частоты Применение в умножителе частоты квар цевого генератора позволяет сократить суммарную погрешность устройст. ва до 0,01%. Время измерения контролируемых величин равно TO и не превышает периода исследуемого напряжения. Формула изобретения Устройство для контроля отклонений и колебаний частоты, содержащее Э 9« два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого.и второго-суммирую(чих счетчиков, а вход формирователя подключен к входной шине, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональный возможное тей и повышения быстродействия, в него введены умножитель частоты, блок управления,- блок переноса кода, блоки выделения максимальных и хинимапьных кодов, реверсивный счетчик и цифровой логометр, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом первый вход цифрового логометра соединен с выходом блока переноса кода, второй вход - с выходом второго суммирующего счетчика, третий вход - с выходе реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделения минимальных кодов, первый вход которого присоединен к выходу первого суммирующего счетчика, к второму входу блока переноса кода, к первому входу блока выделения максимальных кодов, а второй вход к четвертому входу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока выделения максимальных кодов, второй выход - с первым входом блока переноса кода, первый выход - с вторым входом элемента И, а вход - с выходом формирователя импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножителя частоты, вход которого подсоединен к входной шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторскоесвидетельство СССР № i 68l80, кл. G01 R 23/10, 1973. 2. Авторскоесвидетельство СССР :№ , кл. G01 R 23/00, 1976.

1

Г11

(o

c