Патент ссср 402815

 

4028) 5

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских.

СОциалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.Х| |.1971 (¹ 1723526/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 19.Х,1973. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 1.11.1974

М. Кл. 6 01г 23!02

Гостдарстеенный комитет

Сонета Министров СССР па делам изобретений и открьгай

УДК 621.317,4(088.8) Авторы изобретения

В. Ф. Горбатюк и Э. Н. Самарский

Таганрогский радиотехнический институт

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЪ|

Изобретение может быть использовано в измерительной технике и в системах автоматического управления, в частности, при создании измерительных систем дифференциальных частотных датчиков с повышенными метрологическими параметрами.

Известные способы измерения частоты, в частности, для дифференциальных струнных датчиков, в которых с целью линеаризации выходной характеристики суммарная частота поддерживается постоянной, а измеряемая величина пропорциональна разностпой частоте, обладают тем недостатком, что при воздействии на них изменяющейся во времени измеряемой величины суммарная частота их не остается постоянной, а все время изменяется, так как реальная система поддержания постоянства суммарной частоты имеет динамические ошибки, возникающие из-за неравенства суммарной и эталонной частот во время переходных процессов. Изменение суммарной частоты приводит к возникновению динамической ошибки и снижению точности измерительного устройства. Вследствие различных значений отклонения суммарной частоты от эталонной измерение производят с различной погрешностью, заранее не известной.

Цель изобретения — создание способа измерения частоты с динамической погрешностью, нс хуже заданной, и максимально возможным быстродействием, что обеспечивает независимо от состояния системы поддержания постоянства суммарной частоты

5 равенством суммарной и эталонной частот в определенные промежутки времени путем введения модуляции суммарной частоты управляющей частотой.

По предлагаемому способу производят

jQ сравнение текущего значения кода разности суммарной и эталонной частот с заданной погрешностью измерения и при значении разности суммарной н эталонной частот, нс превышающей заданную погрсшность, разрсша15 ют считывание кода текущего значения разности частоты, равного в этот промежуток времени значению измеряемой величины, умноженному на постоянный с точностью, не хуже заданной, в этот промежуток времени

2g масштабный коэффициент. Одновременно амплитуда и частота генератора управляющей частоты однозначно зависят от текущего значения разности суммарной и эталонной частот, причем при увеличении текущего зна25 чения разностной частоты независимо от знака разности возрастает амплитуда по определенной зависимости и уменьшается по определенной зависимости частота генератора управляющей частоты, а при значении

30 разности суммарной и эталонной частот, HF, 402815

55 б0

65 превышающей заданной погрешности измерения, амплитуда управляющей частоты минимальна и равна или немного больше, чем заданная погрешность измерения, а частота генератора управляющей частоты максимальна и ограничена скоростью измерения и обработки текущего значения частоты.

Измерительное устройство, реализующее предложенный способ измсрсш1я частоты, изображено на чертеже.

Сигнал управляющей частоты /,,р с выхода генератора 1 управляющей частоты подастся на один из входов усилителя 2 с регулируемым коэффициентом усиления. С выхода усилителя 2 сигнал подается на один из входов управляющего элемента 3, выходной сигнал которого управляет частотой управляемых генераторов 4 и 5. Частоту fl генератора

4 измеряет измеритель б текущего значения частоты, а частоту f2, генератора 5 — измеритель 7 текущего значения частоты.

Коды текущего значения частот генераторов 4 и 5, измеренные измерителями б и 7, подаются на входы сумматоров 8 и 9. Сумматор 8 определяет разность кодов текушcl.о значения частот f1 u fg и подает значение кода разности fI — f2 на вход запоминающего регистра 10, выход которого является выходом измерительного устройства. Сумматор 9 вычисляет разность кодов текущего значения суммарной fl + f2 и эталонной f,„÷àñòoò.

Значение эталонной частоты выбирается равным значению суммарной частоты при отсутствии возмущений.

Код разности ((/1+ f ) — f,,) поступает на входы преобразователя «код — аналог» 11.

Значение разности ((11 + f ) — f,„) в дополнительном коде подастся на входы схемы совпадений 12, причем с выхода сумматора 9 использ ются всс разряды, кроме зн

Выходной сигнал схемы совпадений 12 используется для управления запоминающим регистром 10, разрешая или запрещая считывание информации.

Выходной сип1а l преобразователя «код— аналог» 11 (сигнал ошибки) используется для управления частотой генератора 1 и коэффициентом усиления усилителя 2.

Кроме этого, выходной сигнал преобразователя 11 подается на вход интегрирукпцсго устройства 13, выходной сигнал которого управляет работой управляющего элемента 3, изменяя тем самым частоту управляемых генераторов 4 и 5. 1 скушее значение частоты генераторов 4 и

5 определяется с точностью, определяемой числом разрядов измерителя 6 (или7). С такой жс точностью определяются текущие значения суммарной и разностной частот в ciilматорах 8 и 9.

Число разрядов сумматоров 8 и 9 равно числу разрядов измерителя 6 (7) плюс один знаковый разряд. Измерение производится с максимальной точностью, на котору1о накладывают ограничения стабильности генсрато5

4 ров 4 и 5 и быстродействие измерителей 6 и 7. Число разрядов измерителя 6 (равное числу разрядов измерителя 7) выбирается таким, чтобы при заданной нестабильности генераторов 4 и 5 и известном быстродействии измерителей 6 и 7 была минимальная погрешность измерения.

При равенстве кода текущего значения суммарной частоты значению кода эталонной частоты код сигнала ошибки равен нулю, а значит во всех разрядах дополнительного кода на выходе сумматора 9 будут единицы, и выходной сигнал схемы совпадений 12 разрешает считывание содержимого запоминающего регистра 10. В регистр 10 заносится содержимое сумматора 8, который определяет код текущего значения разности fl — f2 частот управляемых генераторов 4 и 5.

Лмплитуда сигнала генератора 1 в этом случае минимальна и равна или немного больше погрешности измерения, т. е. амплитуда изменения сигнала управляющего элемента 3 выбирается такой, чтобы изменение кода значения суммарной частоты нс превышало единицы младшего разряда.

Частота генератора 1 в этом случае максимальна и равна половине частоты считывания информации с запоминающего регистра 10 и в1.1бирастся м 1ксимально возможной H pBBHQH

1 — где То — время измерения и обраlè ботки текущ«го значсни11 частоты.

Если код текущего значения суммарной частоты нс p IIIOII значению кода эталонной частоты, то производится автоподстройка суммарной частоты системой, состоящей из генераторов 4, 5, измерителей 6, 7, сумматора 9, преобразователя «код — аналог» 11, интегрирующего устройства 13 и управляющего элемс1па 3, Г1ри этом код сигнала ошибки не равен нулю, и выходной сигнал преобразователя 11 увеличивает амплитуду и уменьшает частоту генератора 1 так, чтобы амплитуда отклонения суммарной частоты под воздействием генератора 1 была не меньше отклонения суммарной частоты под воздействием возмущения.

Предмет изобретения

Способ измерения частоты, основанный на поддержании постоянства суммарной частоты и пропорциональности разностной частоты измеряемой величине, отличшои1ий ся тем, что, с целью повышения точности измерения, модулируют суммарную частоту управляющей частотой, сравнивают текущее значение кода разности суммарной и эталонной частот с заданной погрешностью измерения и при значении этой разности, не превышающей заданную погрешность, амплитуду генератора управляющей частоты устанавливают минимальной и равной заданной погрешности измерения, частоту этого генератора устанавли402815

Составитель Л. Устинова

Редактор С. Хейфиц

Техред Л. Богданова

Корректор Т. Добровольская

Заказ 17/10 Изд. М 2097 Тн ра кк 755 Падпвснос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делаа1 изобретений н открытий

Москва, .Ж-35, Раунтская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 йают максимальной и разрешают считывание кода текущего значения разностной частоты, причем при увеличении последнего независпмо от знака разности увеличивают амплитуду и уменьшают частоту генератора управляющей частоты по определенной зависимости.