Телеизмерительная система

 

) ТЕЛЕИЗМЕРИТЕГЬНАЯ СИСТЕМА, содер : ащая на передающей стороне ге- . нератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя , выход которого через последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и выходной формирователь импульсов соединен с линией связи, на приемной стороне входной формирователь , выход которого подключен к входу функционального преобразователя, вход входного формирователя соединен с линией связи, отличающая с -я тем, что, с целью повышения достоверности передачи информации , в не.е введены на передающей стороне выпрямитель и квадратор, выход которого подключен к второму входу функционального преобразователя , выход генератора синусоидального напряжения через выпрямитель соединен с входом квадратора. (П

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Зио G 08 С 19/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3341740/18-24 (22) 05. 1 0.81 (46) 15.08.83 ° Вюл. И 30 (72) В.В. Арсеньев (53) 621.398(088.8) (56) 1. Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение. "Высшая школа", 1975, с ° 131-158.

2. Авторское свидетельство СССР " 763941, кл. G 08 С 19/22, 1978 (прототип). (54)(57) телеизиеРительнАЯ системА, содержащая на передающей стороне генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя, выход которого через последова„„SU„„1035630 A тельно соединенные дифференцирующую цепочку и выходной формирователь импульсов соединен с линией связи, на приемной стороне входной формирова" тель, выход которого подключен к входу Функционального преобразователя, вход входного формирователя соединен с линией связи, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности передачи информации, в нее введены на передающей стороне выпрямитель и квадратор, выход которого подключен к второму входу функционального преобразователя, выход генератора синусоидального напряжения через выпрямитель со" единен с входом квадратора.

1 1<>35630

Изобретение относитсл к системам передачи электрических сигналов, в частности к время-импульсным устройствам и сигтемам телемеханики (телеизмерений).

Известно времл-импульсное устройство телемеханики, содержащее датчик, генератор, функциональный преоб" разователь, формирователь (.1).

Недостатком известного устройства является его слон<ность, применение х< в устройстве потенциометрического и датчика и необходимость введения до- т полнительных элементов для измерения и напрлжения или его амплитуды . 15 д

Наиболее близким по технической P сущности к предложенной телеизмери- ( тельной системе явллетсл устройство д телемеханики с тригонометрическими с преобразователями и передачей оигна- н

R0B с помощью времл-импульсной модуля- с ции, содержащее генератор синусоидаль- с ного напряжения (или генератоо синусо" н идальных колебанйй), которым может и быть обычная сеть синусоидального, с напря>хения, первый функциональный пре- р образователь, выполненный в виде в двустороннего диодного ограничите- ш лл с переменным верхним уровнем огра- ж ничения, дифференцирующую цепочку, с выходной Формирователь, входной фор- л

30 мирователь, второй функциональный пре- о образователь, выполненный B виде,ре- к зонансного контура, к выходу которого подключен измерительный прибор, Н датчик, выход которого подключен к З л второму входу первого Функциональ- с ного преобразователя 3 2). н

Для этого устройства формула для н амплитуды выходного синусоидального с напрлх<ения (сигнала), подаваемого с 40 г выхода второго Функционального преоб- ф разователл йа измерительный прибор, < имеет вид в

45 где ОВь>х амплитуда выходного синусоидального напряжения, пода-. ваемого с выхода второгофункционального преобразователя на измерительный прибор; известная амплитуда напряжения прямоугольных импульсов после входного формирователя; постоянная;

0 „- сигнал (напряжение) датчика, передаваемый на второй вход первого функционального преобразователя передатчика известного устройства; (j — амплитуда синусоидального нао пряжения генератора синусоидального напряжения сети

Из этой формулы видно, что амплиуда выходного синусоидального напря-. енил (т.е. амплитуда 0 „,х ), которое одаетсл непосредственно на измериельный прибор, нелинейно (обратно ропорционально) зависит от амплитуы (J синусоидального напряжения генео атора синусоидального напряжения сети), что затрудняет измерение и иникацию измерения амплитуды 0о синуоидального напрях<ения генератора сиусоидального напрях<ения или сети, помощью измерительного прибора, тоящего на выходе второго Функциоального преобразователя, так как змерительные приборы наиболее протых и распространенных конструкций ассчитаны на линейную зависимость

ыходного сигнала от входного, больинство исполнительных устройств таке рассчитаны на линейную зависимость игналов. Помимо этого, измерения ампитуды 00 имеют большую погрешность т измененил напряжения 0 „от датчиа.

Таким образом, недостатком известого времл-импульсного устройства теемеханики лвляется нелинейная завиимость между амплитудой синусоидалього напрл>хения генератора синусоидаль ого напрлжения или сети и амплитудой инусоидального напряжения (выходноо), подаваемого с, выхода второго ункционального преобразователя на изерительный прибор, практическая неoGHo>

Целью изобретения является повышение достоверности передачи информации.

Поставленнал цель достигается тем, что в телеизмерительную систему, содерх<ащую на передающей стороне генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с первым входом функционального преобразоя-1теля, 3 10356 выход которого через последовательно соединенные дифференцирующую цепочку и выходной формирователь импульсов соединен с линией связи, на приемной стороне Рходной Формирователь, выход которого подключен к входу функционального преобразователя, вход входного формирователя соединен с линией связи, введены на передающей стороне выпрямитель и квадратор, выход которого подключен к второму входу функционального преобразователя, выход генератора синусоидального напрян<ения через выпрямитель соединен с входом квадратора. 15

На фиг. 1 представлена схема телеизмерительной системы, на фиг. 2 схема первого функционального преобразователя телеизмерительной системы на фиг. 3 — зависимости напряф ° 20

><ений от времени в разных точках предлагаемой системы.

Предлагаемая телеизмерительная система предназначена для телеизмерения синусоидального напряжения (амплитуды синусоидального напряжения) генератора синусоидального напрях<ения или сети.

Предлагаемая телеизмерительная система содержит передатчик и приемник.

Передатчик системы содержит генератор 1 синусоидального напряжения (генератор синусоидальных колебаний ), вместо генератора синусоидального напряжения. 35

В составе передатчика имеетсл выпрямитель 2, первый функциональный преобразователь 3, дифференцирующая цепочка 4, которая может быть выполнена либо в виде РС-цепи, либо в ви- .4О де дифференцирующего усилителя к входу которого можно подключить эмиттерный повторитель а такх<е выходной формирователь 5 импульсов, который может быть выполнен в виде транзис- 45 торного ключа или какого-либо другого импульсного устройства, реагирующего только на положительные импульсы на его входе.

В состав передатчика системы введен квадратор 6 (т.е. устройство), на выходе которого получается сигналнапряжение пропорциональное квадрату входного сигнала квадратора, в составе квадратора мох<ет быть усили- 55 тель или обычный делитель напряжения квадратор выполняется с больвим

ВЫХОДНЫМ CO

30 4

К генератору 1 синусоидального напряжения (сети ) подключен вход выпрямителя 2, а такн<е первый вход первого функционального преобразователя 3. Выход первого Функционального преобразователя 3 подключен к входу дифференцирующей цепочки 4. Выход дифференцирующей цепочки 4 подклочен к входу выходного формирователя, выход которого является выходом пере" датчика и подключается к линии связи.

Вход квадратора 6 соединен с выходом выпрямителя 2, а выход квадра" тора 6 соединен с вторым вяодом первого функционального преобразователя 3 °

Приемник предлагаемой системы со" держит входной формирователь 7, который мох<ет быть выполнен в виде транзисторного ключа или какого-либо дру" гого импульсного устройства с фиксированной амплитудой выходных импульсов, и второй функциональный преобразователь 8, который мох<ет быть выполнен в виде резонансного контура или частотного избирателя.

Вход формирователя 7 подключен к линии связи, а выход соединен с входом второго функционального преобразователя 8, выход которого подключается к измерительному прибору (не показан) .

Первый функциональный преобра" зователь 3 (Фиг. 2 ) выполнен в виде двустороннего диодного ограничителя с переменным верхним уровнем ограничения и содержит диоды 9 и 10 и ре" зистор 11. Клеммы,12 и 13 первый вход преобразователя 3, подключенный к генератору 1 синусоидального напряжения, клеммы 14 и 15 - второй вход преобразователя 3, подключенный к выходу квадратора 6, а клеммы 16 и 17 - выход преобразователя 3, подключенный к входу дифференцирующвй . цепочки 4.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение 18 (.Фиг. 3) с амплитудой 0<, (полезный сигнал) подается на выпрямитель 2 и на первый вход (клеммы 12 и 13) первого функционального преобразователя 3.

Генератор 1 (сеть) является источником сигнала.

На выходе выпрямителя 2 появляетср сигнал постоянного напряжения (или тока), пропорциональный ампли1035630 или наоборот

< . = С<гСы1и

=Т

,2 <<. ко, U0

U

a>"cs 1и

Т а1"Сми 00, гДе U4

55 Синусоидальное напряжение с амплитудой (1 >< постоянной частотой (периодом) второй гармоники подается на измерительный прибор, который измеряет туде ()<> синусоидального напряжения 18 (><змеряемого), который подается на квадратор 6. На выходе квадратора 6 появляется полезный сигнал постоянного напряжения, величина которого про- 5 порциональна квадрату амплитуды (I синусоидального напряжения 18 гене" ратора 1 (сети ), т.е. на выходе квадратора - сигн<>л B виде напряжения

Ц,=KU „

- де ()1 - напряжение (выходной сигнал) квадратора, постоянный коэффициент; (1 - амплитуда синусоидального 15 о напряжения генератора 1.

Этот сигнал от квадратора 6 пере" дается на второй вход (клеммы l4 и

15 ) первого функционального преобразователя 3, на первом входе которого 20 действует синусоидальное напряжение 18 с амплитудой U<>, подаваемое непосредственно от генератора

Первый функциональный преобразователь 3 Действует как даусторонний 2S диодный .ограничитель с переменным вврхним уровнем ограничения, т.е. нижний уровень ограничения у этого ограничителя фиксирован и равен нулю (при идеалЬных диодах), а верхний уровень ограничения зависит от напря><ения ()„, т.е. напряжение О.< определяет переменное смещение этого ограничителя-преобразователя 3. Получаемое после преобразователя 3

35 напря><ение имеет вид кривой 19, Напряжение 19 изменяется за время по синусоиде между нулем и значением

U< напряжения, т.е.

U=O ъя

ЫТ

4О

0 г напряжение j ñèã><àë ) квадра тора; неизвестная амплитуда синуS0 соидального напряжения < сети); период синусоидального напряжения генератора 1; постоянная; постоянный коэффициент, (время)> за которое напряжение на выходе преобразователя 3 изменяется между нулем и значением 0< напряжения.

Напряжение 19 подается на дифференцирующую цепочку 4, после которой напряжение имеет вид импульсов 20, их длительность равна Ч и зависит от уровня ограничения преобразователя 3, а также от амплитуды Up напряжения (полезного сигнала), по последней формуле. Двухполярные импульсы 20 подаются на вход выходного формирователя g (ключа ), реагирующего только на положительные импульсы 20. С выхода выходного формирователя 5 прямоугольные импульсы 21 той же длительности С поступают по линии связи в приемник, на рход входного формирователя / (ключа). Длительность <, импульсон 21 не может быть больне Т/4.

С выхода формирователя 7 импульсы прямоугольной формы и длительности Сс фиксированной амплитудой Ои подаются на второй функциональный преобразователь 8 (резонансный контур, частотный избиратель, который настроен на частоту второй гармоники спектра последовательности прямоугольных импульсов 21, длительность которых меняется, период Т следования постоянен, амплитуда фиксирована). АмплитудаЦ второй гармоники зависит от длительности Y посЛедовательности прямоугольных импульсов, постоянной амплитуды Ц,<1 и постоянного периода Т по закону Ои - 2(aY (1 548

1 >I Х .М Т где(> „- амплитуда синусоидального

Вь>х напряжения на выходе преобразователя 8 (амплитуда второй гармоники спектра последовательности прямоугольных импульсов)

<< - постоянная;

- длительность <4мпульсов на входе входного формирователя 7; период следования импульсов (период синусоидального напряжения генератора 1);

Ц - известная амплитуда импульсов на выходе входного формирователя 7.

1035 действующее значение синусоидального напряжения пропорционального амплитудеЦ 1, при необходимости перед прибором можно поставить обычный усилитель для усиления напряжения с амплитудой Ц@у

Таким образом, для всей системы зависимость амплитудыЦ@ выходного синусо«дального,нвпряжения (выходного сиг«ал< от амплитуды Ор синусо- 1п идального напряжения генератора 1 или сети (входного сигнала )

20и ° Ук Г SblX 2.«, Т

l5

Ь

Е

6 <я Q QgN K Q гдето - амплитуда выходного синусо- 20

9И K идального напряжения, подаваемого с выхода второго функционального преобразователя 8 на измерительный прибор; 25

7с - постоянная; (," - длительность импульсов в линии связи, а также на входе входного Формирователя 7;

T - период следования импульсов ЗО в линии связи (период синусоидального напряжения генератора синусоидального напряженил 1); извес™ая фиксированная 35 амплитуда импульсов на выходе . входного формирователя 7;.К - постоянный коэффициент;

- измеряемая амплитуда синусо0 идального напряжения генератора синусоидального напряжения 1 или .сети.

Как видно из последней формулы, в предлагаемой системе получается,линейная (пропорциональная) зависимость амплитуды4 ь <синусоидального напряже« ния подаваемого H.t измерительный при» бор, от амплитуды 00 синусоидального напряжения генератора 1 синусом" дального напряжения сети, что явля ется(преимуществом)предлагаемой телеизмерительной системы. Такая зависимость, а также отсутствие погрешнос. тей и искажений от посторонних сигна- лов позволяет производить телеиэмере" HNfl амплитуды Цв генератора 1 синусоидального напряжения (сети ) при обычных измерительных приборах, которые подключаются к выходу второго функционального преобразователя 8.

В предлагаемой системе генератор синусоидального напряжения (сеть) используется не только для осуществления промежуточного тригонометрического преобразования, но и как источник сигнала, кроне того, при линейной зависимости выходного сигнала (амплитуды О < напряжения1 от сигнала генератора синусоидального напряг женил осуществляются нелинейные (тригонометрически и квадратичное ) промежуточные преобразования.

1035630

Составитель Т, Барская

Редактор g Веселовская Texgeg А Бабине4 Корректор A. Тяско

Заказ 5837/51 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,