Время-импульсное устройство телемеханики

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070578 (21) 2648934/18-24 (51)м. КЛ.

G 08 С 19/22 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и отк рити й

Опубликовано 1 "ь09.80, Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 1509,80 (53) УДК 621. 398 (088. 8) (72) Автор изобретения

В,B,Àðñåíüåâ (71) Заявитель (54) ВРЕМЯ вЂ” ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО

ТЕЛЕМЕХАНИКИ где R«R<— известные сопротивления в передатчике1 известная емкость; измеряемое (неизвестное) сопротивление датчика; известные напряжения

С

U„„ „ U,s

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов, в частности к время-импульсным устройствам телемеханики, предназначенным для использования в телемеханике и радиотелеметрии, Известны время-импульсные устройства телемеханики с пропорциональным пр ео бра э о в ан и ем входной и э ме р яемой величины в длительность прямоугольных импульсов в передатчиках и с пропорциональным преобразованием длительности прямоугольных импульсов в напряжение в приемниках (1).

Наиболее близким пэ технической сущности к данным является время-импульсное устройство телемеханики, содержащее датчик, генератор синусоидального напряжения, выход которо- 2() го подключен н первому входу первого функциональнбго преобразователя, выходной формирователь, входной формирователь, выход которого соединен со входом второго функционального 25 преобразователя (2), К этим устройствам относится устройство с экспоненциальными преобразователями, где в передатчике измеряемое сопротивление R< потенци- 3() ометрического датчика преобразуется в длительность Т, прямсзугольного импульса звуковой частоты по закону

3, + R

,= се. где R„R — известные сопротивления

С вЂ” известная емкость;

R — измеряемое (неизвестное) сопротивление потенциометрического датчика

Т„ — длительность импульса на выходе передатчика.

В приемнике длительность прямоугольного импульса звуковой части преобразуется в напряжение (которое измеряется прибором) по закону

76 39 41

20

U — выходное налряжение в приемнике, которое и измеряется прибором.

Таким образом, между измеряемам сопротивлением R датчика и выходным напряжением д, которое подается на показывающий прибор сохраняется линейная зависимость, а наличие нелинейного промежуточного преобразования,т.е, логарифмической зависимости между входным и выходным сигналами в передатчике повышает помехоустойчивость устройства.

К недостаткам устройств следует отнести применение контактного потен,циометрического датчика (замена его на датчик., работающий с выходным напряжением требует введения дополнительных элементов, что усложняет схему) и наличие генератора прямоугольных импульсов, Цель изобретения — получение воэможности работы передатчика устройства с датчиками с выходным напряжением и применение простого генератора синусоидальных колебаний, а также применение наиболее простых элементов и уменьшение их количества во всем устройстве, Укаэанная цель достигается тем, что в устройство введена дифференцирующая цепочка, вход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя, а выход — со входом выходного формирователя, второй вход первого функционального преобразователя подключен к выходу датчика, первый функциональный преобразователь содержит два диода и резистор, подключенный к точке соединения катодов диодов, анод первого диода является первым входом первого функционального преобразователя, анод второго диода — его выходом н вторым входом одновременно.

В передатчике предлагаемого устройства измеряемое напряжение датчика преобразуется в длительность.

U> прямоугольного импульса по закоHV где 0- — неизвестное измеряемое наЬх пряжение, подаваемое с датчика на передатчик; U — иэ вестная амплитуда синусоидального напряжения, получаемого от генератора синусоидальных колебаний;

Т вЂ” период синусоидального напряжения;

" tZ— постоянная; — длительность прямоугольного импульса на выходе передатчи ка.

В приемнике предлагаемого устройства длительность В прямоугольного импульса преобразуется в амплитуду

Uggtt,синусоидальных колебаний по закону

2Uu 2XtT 2Uu гй» т . цьх 1

0 — sw = 84 (а сь Р ) Г

Ьых Wt т 2 йb 2 1 о

„Uu

= ц Оьх где О - известная амплитуда напряжения прямоугольного импульса от передатчика; — постоянная;

Т вЂ” период си ну сои дал ьн о го н апряжения в генераторе и одновременно период повторения прямоугольных информационных импульсов в линии

15 связи;

U> — известная амплитуда синусоидального напряжения в генераторе;

U измеряемое напряжение датчика (входное для передатчика);

О-- — амплитуда выходного синусоЬмх идального напряжения приемника, которая измеряется

25 аналоговым прибором (вольтметром.

На фиг, 1 представлена схема передатчика предлагаемого время-импульсного устройства; на Фиг.2 — схема приемника предлагаемого устройства; на фиг. 3 — зависимости напряжений от времени в разных точках устройства.

Время-импульсное устройство содержит передатчик и приемник.

Передатчик состоит иэ генератора

1 синусоидальных колебаний (вместо этого генератора напряжение можно взять от сети синусоидального тока), йервого функционального преобразо40 вателя (двустороннего диодного ограничителя с переменным верхним уровнем ограничения) 2, дифференцирующей цепочки 3 и выходного форьмрователя 4.

Приемник устройства состоит иэ входного формирователя 5 с фиксированным уровнем выходных импульсов и второго Функционального преобразователя (резонансного контура) б, к выходу которого подключается измерительный прибор, Двусторонний диодный ограничитель

2 состоит иэ двух диодов 7 и 8 и резистора 9. На ограничитель 2 подается синусоидальное напряжение 10с амплитудой () от генератора 1. Нижний уровень у ограничителя 2 фиксирован и равен 0 при идеальном диоде, т.е. Фактически происходит выпрямпение, а верхний уровень ограничителя

2 зависит от напряжения датчика У оно является по сути дела переменным смещением .U(ttt= E . Получаемое после ограничителя 2 напряжение имеет

65 вид кривой ll. Напряжение 11 иэ763941 меняется за время Ф по синусоиде до значения U., т.е, Ьх ()g„=U sin lie/т или н ао борот T

1 = СЗРсвп1Ц /Ц где i U — неизвестное измеряемое наЬх пряжение, подаваемое с датчика на передатчик;

Ц, - известная амплитуда синусоидального напряжения, получаемоro от генератора1

Т вЂ” период синусоидального напряжения;

Й вЂ” постоянная; ф — длительность (т.е. время), эа которое напряжение возрастает по синусоиде.

-Напряжение ll подается затем на дифференцирующую цепочку 3, например RC-цепь. После дифференцирования в цепочке 3 напряжение имеет вид 20 импульсов 12 их длительность равна

Ф и зависит от уровня ограничения по последней приведенной выше формуле. Двухполярные импульсы 12 подаются на вход обычного бесконтактно- 75

ro ключа — формирователя 4, реагирующего только на положительные импульсы 12. С выхода ключа — формирователя 4 прямоугольные импульсы 13 той же длительности (. поступают по линии щ в приемник на ключ — формирователь 5.

Длительность . не может быть больше значения Т/4, С выхода ключа 5 импульсы, той же формы и длительности >с амплитудой U подаются на резонансный контур (частотный избиратель) 6, который настроен на частоту второй гармоники спектра последовательности прямоугольных импульсов

13 — их длительность изменяется, а период повторения постоянен.Амплитуда Ощхх второй гармоники зависит от длительности последовательности прямоугольных импульсов 13 постоянной амплитуды Uäи с постоянным периодом 45

Т по закону

Я3ц, lи.Т

= — Ьм

Ьых «у. т где 0р — известная амплитуда напряже- о ния прямоугольных импульссв от передатчика; — постоянная;

Т вЂ” период повторения импульсов, он же одновременно и период синусоидального напряжения в генераторе 1; — изменяющаяся длительность прямоугольных импульсов 13.

Это синусоидапьное напряжение с амплитудой 0 „ и постоянной частотой 60 второй гармоники и подается на измерительный прибор, Он может измерять действующее значение синусоидального напряжения, которое пропорционально амплитуде U >, при необходимости

Перед прибором можно поставить обыч.ный усилитель для усиления напряже ния с амплитудой U »„.

Таким образом, для всего устройства (с учетом последних двух формул) получаем пропорциональную зависимость выходного напряжения U от входного

0 ) по формуле

u„„

Scaly, К\3„Ьх где U> — известная амплитуда напряжения прямоугольных импульсов после ключа-формирователя 5;

Оо — из вестн ая амплитуда синусоидального напряжения, получаемого от генератора 1 синусоидальных колебаний;

ОЬх — измеряемое напряжение датчика, подаваемое на передатчик;

Ц,— амплитуда переменного синусоидального напряжения, подаваемого с резонансного контура на измерительный прибор, В предлагаемом устройстве применено промежуточное тригонометрическое преобразование, что дает большую помехоустойчивость по сравнению с устройствами с пропорциональными преобраэ ователями.

Устройство работает с датчиком с выходным напряжением, но можно применить и параметрический (потенциометрический) датчик. В этом устройстве применено наименьшее количество элементов.

Формула изобретения

1, Время-импульсное устройство телемеханики, содержащее датчик, гене ратор синусоидального напряжения, выход которого подключен к первому входу первого функционального преобразователя, выходной формирователь, входной формирователь, выход которого соединен со входом второго функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что„ с öåлью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства, в него введена дифференцирующая цепочка, вход которой соединен с выходом пер" вого функционального преобразователя, а выход — со входом выходного формирователя, второй вход первого функционального преобразователя подключен к выходу датчика.

2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый функциональный преобразователь содержит два диода и резистор, подключенный к точке соединения катодов диодов, анод первого диода является первым входом первого фун кцион ал ьно го преобразователя, анод второго ли -:ла

763941

Фиа!

Составитель Н, Ваганова

Редактор И. Ковальчук Техред И. Асталош

Корректор И.Муска

Эакаэ 6604/16 TNpaa 6 82

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж»35, . Раушская наб., д.4/5

Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 его выходом и вторым входом одновременно.

И сточни ки информации, прИнятые во вйимание при экспертиэе

1. Фремке Л. В. Телеиэмерение, М,, Высшая школа, 1975, с. 131-158,"

2. Ильин В. A. Телеуправление и телеиэмерения, М., Энергия, 1974, с. 201 - 213 (прототип) .