Датчик-преобразователь сдвига фаз в код

 

Датчик-преобразователь сдвига фаз в код относится к области приборостроения и предназначен для контроля электропотребления. Цель изобретения - увеличение точности измерений, упрощение конструкции и использование в качестве датчика для контроля электропотребления. Предлагаемый датчик-преобразователь сдвига фаз в код содержит усилители, счетчик, генератор с нововведением в схему перемножителя, ключа, использование усилителей в качестве масштабных усилителей-формирователей. Новым также является использование входов усилителей-формирователей в качестве входов датчика для подачи сигналов тока и напряжения, сигналы с выходов усилителей-формирователей подаются на входы перемножителя, с выхода перемножителя сигнал предназначен для подачи на один вход ключа, на второй вход ключа подается сигнал с высокочастотного генератора, сигнал с выхода ключа предназначен для подачи на вход счетчика, выход счетчика является выходом устройства. 1 ил.

Предлагаемый датчик-преобразователь относится к области приборостроения и предназначен для использования в устройствах контроля электропотребления различными электрическими установками, а также в электроизмерительной технике.

Известен преобразователь сдвига фаз в код (авт. св. N 1374142, кл. G 01 R 25/00), используемый в области приборостроения для преобразования аналог в код.

Недостатком данного устройства является сложность схемы, невысокая точность измерения и невозможность работы в качестве датчика-преобразователя.

Известен преобразователь фаза-код (авт. св. N 1352396, кл. G 01 R 25/00), который содержит формирователи, переключатели, триггеры, элементы И, и элементы задержки, импульсный генератор, времязадающий блок, элементы ИЛИ, счетчики и используется в радиоизмерительной технике, в частности в цифровых фазометрах.

Недостатком данного устройства является сложность схемы, невысокая точность измерения и также невозможность работы в качестве датчика-преобразователя.

Из известных преобразователей наиболее близким по технической сущности является преобразователь сдвига фаз в код (авт. св. N 1314278, кл. G 01 R 25/00). Данный преобразователь содержит первый и второй фазосдвигающий элементы, первый и второй делители напряжений, первый и второй суммирующие усилители, первый и второй блоки сравнения, в состав которых входят фазовый детектор и преобразователь напряжения в частоту импульсов, первый, второй, третий и четвертый реверсивные счетчики, блок элементов И, вычитатель и генератор импульсов.

Недостатком данного устройства является сложность схемы, невысокая точность измерения и невозможность использования в качестве датчика-преобразователя.

Цель изобретения увеличение точности измерения, упрощение конструкции и обеспечение возможности использования в качестве датчика-преобразователя для контроля электропотребления.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе сдвига фаз в код, содержащий усилители, счетчики, генератор, для использования в качестве датчика-преобразователя исключены первый и второй фазосдвигающий элементы, первый и второй делители напряжения, первый и второй блоки сравнения, блок элементов И и вычитатель, дополнительно введены перемножитель и ключ, причем усилители используются в качестве масштабных усилителей, счетчик, используемый в качестве делителя частоты, и генератор выбран высокочастотным для задания необходимой точности измерений. Введены новые связи между функциональными элементами, причем входы усилителей-формирователей предназначены для подачи сигналов тока и напряжения, выходы усилителей-формирователей соединены со входами перемножителя, выход перемножителя соединен с одним входом ключа, второй вход ключа соединен с выходом генератора, выход ключа соединен со входом счетчика, выход счетчика является выходом устройства.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже и содержит усилители-формирователи 1 и 2 с регулируемыми коэффициентами передачи, перемножитель 3, генератор импульсов высокой частоты 4, ключ 5 и счетчик 6. Входы усилителей-формирователей предназначены для подключения к источникам тока и напряжения, выход счетчика является выходом устройства. Усилители-формирователи предназначены для формирования необходимых сигналов для перемножителя, перемножитель формирует разность фаз между сигналами тока и напряжения, генератор высокой частоты вырабатывает импульсы высокой частоты с установкой значения частоты, соответствующей необходимой точности измерения, ключ вырабатывает сигнал импульсной последовательности, пропорциональной сдвигу фаз сигналов тока и напряжения, счетчик делитель выдает выходной цифровой код соответственно сигналу сдвига фаз. Конструктивно устройство имеет небольшие размеры, компактность и невысокое количество функциональных элементов что обеспечивает его надежность, тиражируемость и использование в качестве датчика-преобразователя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Контролируемые сигналы тока и напряжения поступают на входы усилителей-формирователей 1 и 2, сигналы с масштабных усилителей-формирователей далее приходят на входы перемножителя 3, с выхода перемножителя далее сигнал подается на один вход ключа 5, на второй вход ключа приходит сигнал высокочастотной импульсной последовательности с генератора 4, с выхода ключа сигнал пачки импульсов, пропорциональный сдвигу фаз приходит на вход счетчика 6, с выхода счетчика сигнал поступает в линию связи с оконечным устройством.

Использование новых элементов и связей между ними выгодно отличает предлагаемый датчик-преобразователь удешевлением конструкции и позволяет достичь высокой точности измерений (в рассматриваемом варианте при задании частоты генератора 20 МГц достигается точность 2,5·10^-6), использование датчика для контроля электропотребления дает возможность оптимизировать электрические режимы работы предприятий.

Формула изобретения

Датчик-преобразователь сдвига фаз в код, содержащий первый и второй усилители, счетчик импульсов, генератор импульсов, отличающийся тем, что в него введены перемножитель и ключ, причем генератор импульсов выполнен в виде высокочастотного генератора, а первый и второй усилители выполнены в виде первого и второго масштабных усилителей-формирователей с регулируемыми коэффициентами передачи, сигнал с каждого выхода которых предназначен для подачи на соответствующий вход перемножителя, с выхода перемножителя сигнал предназначен для подачи на первый вход ключа, с выхода высокочастотного генератора сигнал предназначен для подачи на второй вход ключа, с выхода ключа сигнал предназначен для подачи на вход счетчика импульсов, выход которого является выходом устройства, а входы первого и второго усилителей-формирователей с регулируемыми коэффициентами передачи являются соответственно первым и вторым входами устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1