Устройство для измерения изменения частоты Советский патент 1982 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения изменения частоты электрических колебаний.

Известен частотомер, состоящий из соединенных в кольцо счетчика, интегратора, преобразователя напряжения в частоту, сумматора и ключа, причем второй вход сумматора подключен к генератору эталонной частоты, а также формирователя, входы которого соединены с пусковым устройством и входом прибора, а выход - с управляющим входом ключа Г1. Однако это устройство не позволяет измерить изменение частоты при произвольном ее начальном значении.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения приращения частоты, состоящее из последовательно соединенных генератора эталонной частоты, блока управления, ключа и счетчика, а также дополнительного счетчика, схемы перезапиСИ, переключателя и цифрового индикатора 2.

Однако это устройство позволяет индицировать разность исходной частоты R и измеряемой частоты Fn лишь при , так как при индицируется результат ,гдe FO - . верхний предел.измерения, определяемый емкостью счетчиков. Кроме того, индицируемый результат не позволяет однозначно определять изменение частоты. Например, при времени измерения 1с, емкости счетчиков 10 и Гц на табло индицируется 250. Это может быть как при ff « ,1150 Гц (т.е. . Гц), так и при F2. 150 Гц (т.е. F « Гц).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для измерения изменения частоты за счет обеспечения измерения любого соотношения исходной и измеряемой частоты.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения изменения частоты, содержащее последовательно соединенные генератор эталонной частоты, блок управления, ключ и счетчи цифровой индикатор, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, а также первый переключатель, вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выходы первого переключателя ны соответственно с входом установки нуля и входом записи счетчика, вход .устройства соединен с вторым входом ключа, дополнительно введены последо вательно соединенные триггер и индикатор знака, последовательно соедине ные второй переключатель и,регистр, а также третий переключатель, вход которого подключен к выходу триггера, а выход третьего переключателя соединен с входом реверса счетчика, выход переполнения последнего подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход последнего подключен к входу второго переключателя, выходы и установочные входы регистра подключены к соответствующим входам и выходам, счетчика. На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения частоты. Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1 эталонной частоты, блок 2 управления, ключ 3, счетчик k, триггер 5 и индикатор 6 знака, а также переключатель 7, ре гистр 8, переключатель 9 цифровой индикатор 10, переключатель 11. Следует отметить, что блок 2 управления представляет собой схему, формирующую мерный интервал, в течение кото|)ого появляется сигнал на его первом выходе, а также задержанные относительно конца мерного интервала, один из которых (с меньшей задержкой) поступает на третий выход блока 2, а второй - на второй выход блока 2 управления. Устройство работает в четырех режимах. 1. Режим запоминания исходной частоты RJ . Переключатели 7, 9 и 11 режима работы находятся в первом положении Второй выход блока 2 управления соединен с входом установки нуля счетчи

95А8854

ка , а на вход реверса сигнал не поступает, что соответствует работе счетчика 4 в режиме суммирования. В этом положении производится измерение исходной частоты F в течение мерного интервала, сформированного в блоке управления 2 из сигнала генератора 1 эталонной частоты, открывается ключ 3 и производится подсчет импульсов с частотой F в счетчике А. После окончания мерного интервала ключ 3 закрывается, а состояние счетчика k при помощи сигнала третьего выхода блока 2 управления, прошедшего через замкнутый вто- рой переключатель 11, переписывается в регистр 8. Цифровой индикатор 10 показывает значение F. Перед каждым новым мерным интервалом производится обнуление счетчика Ц сигналом с второго выхода блока управления 2, 2. Режим измерения изменения частоты. Измерение изменения частоты производиггся при втором положении переключателей7, 9 и 11. В этом случае перед каждым мерным интервалом счетчик t по сигналу с второго выхода блоблока 2 управления устанавливается в состояние, записанное в регистре 8, т.е. в состояние, соответствующее F , Тем же сигналом триггер 5 устанавливается в такое состояние, что сигнал с его выхода через переключатель 9 переводит счетчик k в режим вычитания. Во время мерного интервала на счетчик t поступают импульсы с измеряемой частотой f, и в конце :его, состояние счетчика k если F, F , разность частот ,рактеризуетаналогично тому, как и в прототипе. Если же F(, то в процессе счета счетчик k дойдет до нулевого состояния, и импульс переполнения с него опрокинет триггер 5.. который в свою очередь переведет счетчик j в режим сложения. Одновременно срабатывает индикатор 6 знака. В режиме сложения счетчик k заполняется импульсами с частотой Fn в течение времени, оставшегс1ся до конца мерного интервала, после чего в нем будет зафиксировано состояние, характеризующее , В режиме измерения.изменения частоты сигнал на ззпись в регистр 8 с третьего выхода блока управления 2 не подается, так как второй переключатель 11 разомкнут.

Таким образом, после окончания мерного интервала на 1 ифровом индикаторе 10 будет информация о модуле разности Fx, а индикатор знака покажет знак изменения частоты.

3. Режим измерения частоты F при сохранении записанного значения F .

В этом режиме переключатели 7 и 9 находятся в первом положении, а 11 - во втором, т.е. с третьего выхода блока 2 управления сигнал на вход записи регистра 8не подается. При этом на цифровом табло 10 индицируется значение измеряемой частоты Fn, а в регистре 8 сохраняется код, соответствующий исходному значению частоты.

Ц. Режим измерения суммы частот F и F.

В этом режиме переключатель 9 находится в первом положении , а переключатели 7 и 11 - во втором положении. Перед каждым мерным интервалом в счетчике Ц из регистра 8 записывается код частоты F,,. После окончания мерного интервала состояние счетчика k соответствует сумме значений частот . В случае переполнения счетчика ч, как и в режиме 3, срабатывает индикатор знака 6, сигнализируя о том, что .

Использование новых элементов регистра,триггера, индикатора знака и второго и третьего переключателей а также связей между ними, выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет измерять uF при произвольной знаке разности . устраняет неоднозначность результата измерения, а также может работать в режиме измерения частоты F(i с сохранением записанного

5t 8856

значения F и в режиме измерения суммы F + Fg,.

Формула изобретения Устройство для измерения изменения 5 частоты, содержащее последовательно соединенные генератор эталонной частоты, блок управления, ключ и счетчик, а также цифровой индикатор, входы которого соединены с соответствуюto щими выходами счетчика, а также первый, переключатель, вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выходы первого переключателя соединены соответственно с входом установки нуля и входом записи счетчика, вход устройства соединен . с вторым входом Kjw}4a, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены последовательно соединенные триггер и индикатор знака, последовательно соединенные второй переключатель и регистр, а также третий переключатель,

25 :вход которого подключен к выходу триггера, а выход третьего переключателя соединен с входом реверса счетчика, выход переполнения последнего подключен к первому.входу тригЗФ гера, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход последнего подключен к входу второго переключателя, выходы и установочные входы регистра подключены к соответствующим входам и выходам счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 530260, кл. G 01 R 23/00.

2.Авторское свидетельство СССР N , кл. G 01 R 23/00 (прототип) .