Преобразователь фазового сдвига в напряжение Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измеритель :ной технике и автоматическому управлению, в частности к системам фазометрии и фазового управления. Известен преобразователь фазового сдвига в :напряжение, который содержит последовательно соединенный фазометр мгновенного значения, блок памяти, блок вычитания, блок свертки, блок вычитания модуля, тригонометрический прейбразователь и умножитель fl . Недостатком известного преобразователя является невозможность получения в нем выходной величины в виде напряжения постоянного тока. Известен также преобразователь фазового сдвига в напряжение, содержащий включенные последовательно источник опорного напряжения, ключ, интегратор и фиюсатор уровня, выход которого подключен к выходу всего устройства и к второму входу интегратора, а также формирователь временного интервала, входы ко торого подключены к входам переменного напряжения всего устройства, к управляющему входу ключа и к входу одновибратора, выход которого подключен к управлякдцему входу фиксатора уровня 2 . Недостатком известного устройбтва является низкая точность при получении различных функ1шона.паьных зависимостей, например для линеаризащги датчиков. Цель изобретения - повышение точное ти. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь фазового сдвига в напряжение, содержащий последовательно соединенные источник опорного напряжения первый ключ, интегратор, фиксатор уровня и формирователь временного интервала, снабжен, логическтпл блоком, счетчиком импульсов, первым и-вторым элементами сравнения кодов и вторым ключом, причем выход фиксатора уровня через ключ соединен с вторым входом интегратора, управляющий вход второго кпюча присосьдинен к одному из выходов логического блока, Е торой выход которого соединен с управляквдим входом первого ключа, а первый, второй и третий входы его присоединены соответственно к выходу форкшрователя временных интервшгов, соединенного с входом счетчика импульсов, выходами первого и второго элементов сравнения кодов, один из выходов счетчика импульсов соединен с управляющим входом фиксатора уровня, вторые выходы которого подсоединены поразрядно к входам первого и второго элементов сравнения кодов. На чертеже приведена структурная схема преобразователя фазового сдвига в напряжение. Преобразователь фазового сдвига в н пряже гае содержит источник 1 опорного напряжения, первый ключ 2, интегратор 3, фиксатор 4 уровня, формирователь 5 временного интервала, логический блок 6 второй ключ 7, счетчик 8 импульсов, первый 9 и второй 10 элеметггы сравнения кодов. Устройство работает следующим образом. Формирователь 5 временного интервала формирует иьшульсы, длительность ко торых равна времени опережения фазой напряжения (,i) фазы напряжения Uo(i Эти И1ча1ульсы, пройдя через логический блок 6, образуют последовательности . и myльcoв Т к Т . Вырабатывающиеся ьну1-ри логического блока 6 импульсы последовательности Т , сравниваясь с выходными сигналами первого 9 и второго Ю элементов сравнения кодов, . которые формируются при равенстве в счетчике 8 ик-шульсов соответственно -nicjiBM тип, формируют последовател импульсов I . и о . г, I Во время действия импульса Т первы ключ 2 открывается и опорное напряжение ЕО от источника 1 опорного напряже нкя поступает на вход интегратора 3. Когда сигнал открыт, на второй KjnoH 7 и на второй вход интегратора 3 подается выходное напряжение преобразо вателя. Цикличность работы преобразова теля задается последовательностью коротких импульсов переноса на выходе счетчика 8 импульсов, которые служат импушлами выборки для фиксатора 4 уровня. Частота импульсов переноса мент.ше частоты i входных напряжений И .(tl и УО ( ° время действия имjiy.TLca выборки на выходе счетчика В 1Угкг ывается ключ фиксатора 4 уровня и выходное напряжение интегратора запо.мииается фиксатором 4 уровня и подается на выхоД преобразователя на время цикла - до следующей выборки. В установивщемся режиме, который наступает в преобразователе по истечении нескольких циклов, выходное напряжение становится равным напряжению, определяемым выбранными параметрами схемы Е логическим сигналом , тип. Выходное напряжение Vgjjj следу1сащ1м видом связано с входными сигналами: г,„.(.,.,1, где А - инверсия логического сигнала; А Ц) - фазовый сдвиг между напряжениями U X (i) и U(j(t) . Таким образом, с помощью известного преобразователя возможна реализация различных функциональных зависимостей напряжения от фазового сдвига при сравнительно высокой точности и быстродействии и низких аппаратурных затратах. Предлагаемый преобразователь может быть использован, например , для линеаризации и нормализации (введения масщтаба) характеристик всевозможных датчиков, для измерения закона регулирования в системах автоматического управления, а также как цифроаналоговое вычислительное устройство, осуществляю- щее перобразование произведения фазового сдвига (или величины обратной фазовому сдвигу) и отношения двух цифровых величин (множителя и делителя) в напряжение постоянного тока. При этом настройка функциональной зависимости или коэффициента передачи (масщтаба) производится путем построения входных величин, заданных в Цифровом виде, что позволяет производить это оперативно и легко осуществлять управление от цифровой вычислительной мащины, практически не внося дополнительных погрещностей в преобразование. Формула изобретения Преобразователь фазового сдвига в напряжение, содержащий последовательносоединенные источник опорного напряжения, первый ключ, интегратор, фиксатор уровня и формирователь временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, он снабжен логическим блоком, счетчиком импульсов, первым и вторым элементами сравнения кодов и вторым ключом, причем выход фиксатора уровня через ключ

соединен с вторым входом интегратора, управляющий вход второго ключа присоединен к одному из выходов логического блока, второй выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, а первый , второй и третий входы его присоединены соответственно к выходу формирователя временных интервалов, соединенного с входом счетчика импульсов, выходами первого и второго элементов сравнения кодов, один из выходов счетчика импульсов соединен с управляющим

входом фиксатора уровня, .вторые 1жоды которого подсоединены поразрядно к входам первого и второго элементов сравнения кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 737860, кл.а O1R 25/00, 1979.

2.Мартящин А. И. И др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М., Энергия, 1976, с. 267-268.