"цифровой автокомпенсатор с пере-менными шагами уравновешивания поуровню и времени

 

Соеоз Советскик

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВФОИЗОМУ С ИТИЛЬСТВУ

<>819728 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 28 11 ° 78{21).2689408/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 0794,81. Бюллетень Но 13 (51)М. Кл.з

01 R 17/06

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (53) УДК 621 317 . 79 (088. 8) Дата олубликованияописания 09. 04. 81 (72) Авторы изобретения

Г.П. Тимченко и tO.В. Ларионов

{71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАТОР С ПЕРЕМЕННЫМИ

ШАГАМИ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ПО УРОВНЮ И ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны цифровые приборы, основанные на кодо-импульсном методе квантования с переменным шагом по уровню. Эти устройства при достаточном быстродействии квантования имеют значительное время уравновешивания (1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее нуль-орган, грубое и точное реле, генератор импульсов, триггер-делитель частоты, счетчик точной и грубой ступеней, дешифратор с. цифровыми индикаторами, цифровой потенциометр (йреобраэователь код»аналог) . На один вход нульоргана поступает измеряемое напряже ние на другой вход поступает компенсирующее напряжение. с цифрового по- 20 тенцнометра. На выходе: нуль-органа подключены последовательно грубое и точное реле. Генератор импульсов че рез контакт грубого реле соединен со счетчиками грубой и точной ступеней, а через контакт точного реле и триггер-делитель частоты со счетчиком точной ступени. Выходы счетчиков сое,динены с дешифратором с цифровыми инди-. каторами и цифровым потенциометром (2). 30

Известное устройство имеет сложную схему, обладает малым быстродействием и динамической погрешностью измерения. Так, в начальный период работы автокомпенсатора работают счетчики обеих ступеней, что увеличивает емкость счетчика точной ступени, а следовательно, и сложность дешифратора с цифровым индикатором и преобразователя код-аналог. Кроме того, время срабатывания реле сравнимо с быстродействием работы всего автокомпенсатора.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой автокомпенсатор с переменным шагами уравновешивания по уровню и времени, содержащий нуль-орган, первый вход которого соединен с объектом измерения, генератор импульсов, счетчики точной и грубой ступеней, соединенные с цифровым индикатором и преобразователем код-аналог, выход которого соединен со вторым входом .нуль-органа, снабжен пороговой схемой, усилителем-формирователем, двумя элементами запрет и инвертором, ;.причем выход нуль-органа соединен с

819728 входом усилителя-формирователя и входом пороговой схемы, выход которой подключен к входу инвертора и первому входу первого элемента запрета, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и вторым входом второго элемента запрета,. пер вый вход которого соединен с выходом инэертора,,а. выход - с входом счетчи ка точной ступени, выход первого элемента запрета подключен к входу счетчика грубой ступени, выход усилителя- о формирователя соединен с входом генератора импульсов.

Введение перечисленных элементов позволяет исключить работу счетчика точной ступени s начальный период ра- 1$ боты цифрового автокомпенсатора.

Уменьшение быстродействия работы цифрового компенсатора при такой схеме исключается при помощи увеличения грубых шагов квантования компенси- щ рующего напряжения на величину точных шагов квантования.

Исключение динамической погрешности-достигается при помощи соединения нуль-органа с входом генератора импульсов,,причем генератор импульсов управляется напряжением. При / этом частота генератора импульсов зависит от выходного напряжения нульоргана и по мере его уменьшения также уменьшается. При выходном напряжении нуль-органа, равном нулю, частота генератора импульсов также равна нулю.

Увеличение быстродействия. цифрового автокомпенсатора достигается вклю- З5 чением между нуль-органом и генератором импульсов усилителя-формирователя, осуществляющего управление частотой генератора импульсов (Гг) по функциям (f). ф)

F,=Ф(0 ), где u - напряжение на выходе нульоргана;

К вЂ” коэффициент передачи усилителя-формирователя 45

О. - постоянная величина, большая единицы.

При таком законе управления увеличивается средняя частота генератора за период компенсации, что повьыает быст-Я) родействие цифрового автокомпенсатора. . На чертеже изображена блок-схема предлагаемого цифрового автокомпен-. сатора. 55

Цифровой автокомпенсатор c переменныМи шагами уравновешивания по уровню и времени содержит нуль-орган на один вход которого подводится измеряемое напряжение,, а на другой вход - компенсирукщее напряжение с выхода преобразователя 2 код-аналог.

Выход нуль-органа 1 соединен с входами усилителя-формирователя 3 и пороговой схемы 4, выход которой соединен с элементом 5 запрета и инвертором 6.

Выход усилителя-формирователя 3 соединен с входом генератора 7 импульсов, выход которого соединен с вторыми входами элемента 5 запрета и элемента 8 запрета, первый вход которого соединен с выходом инвертора б.

Выход элемента 5 запрета .соединен с счетчиком 9 грубой ступени, а элемент 8 запрета — c счетчиком 10 точной ступени. Выходы счетчиков обеих ступеней, например двоично-десятичных, соединены с цифровым индикатором 11 и преобразователем 2 код-.аналог.

Цифровой автокомпенсатор работает следукщим образом.

В исходном состоянии компенсирующее напряжение на входе нуль-органа

1 равно нулю,.напряжение на его выходе при этом имеет наибольшее значение, это наибольшее значение напря-, жения через усилитель-формирователь

3 поступает на генератор 7 импульсов, который вырабатывает напряжение наибольшей частотЫ. Частота генератора 7 импульсов через открытую пороговую схему 4, элемент 5 запрета, поступает на счетчик 9 грубой ступени. Счетчик управляет состоянием преобразователя

2 код- аналог. При изменяющейся информации счетчика 9 грубой ступени преобразователь 2 код-аналог вырабатывает компенсирующее напряжение только с большими шагами, амплитудой квантова.ния, вызывая уменьшение напряжения на выходе нуль-органа 1. Это уменьшающееся напряжение через усилитель-формирователь 3 уменьшает частоту генератора 7 импульсов, причем усилитель-. формирователь 3 вырабатывает такое напряжение, при котором частота генератора меняется по закону, близкому к FÄ-r{Кц").

Управление по такому закону почти не изменяет частоту генератора 7 при большой разнице между входными напряжениями нуль-органа 1 и резко уменьшает ее при подходе к моменту компенсации. При большой разнице между входными напряжениями нуль-органа 1 напряжение на его выходе практически постоянно. В момент компенсации частота генератора 7 импульсов равна нулю.

Выбранный закон управления при соответствующем выборе величин К .и а, позволяет получить высокую среднюю частоту за период компенсации, что повышает быстродействие всегб цифрового автокомпенсатора. При подходе к моменту компенсации сработает пороговая схема 4, она построена на напряжение, соответствующее величине одной грубой ступени. При этом на элемент 5 запрета будет подан запрет, а на элемент 8 запрета через инвертор б, наоборот — разрешение, что вызовет поступление частоты генератора

819728

Формула изобретения

Составитель И. Бахтина

Редактор Н. Шильникова Техред H.Êîâàëeâà КорректорГ. Назарова

Заказ 1378/24 Тираж 732 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал.ППП "Патент, г., Ужгород, ул. Проектная, 4

7 импульсов только на счетчик 10 точной ступени

Преобразователь 2 код-аналог теперь будет вырабатывать компенсирующие ступени только с малой амплитудой — точные шаги квантования, что совместно с понижением частоты поступления этих ступеней на нуль-орган

1 до нуля, в момент компенсации, исключит динамическую погрешность измерения.

Использование в цифровом автокомпенсаторе усилителя-формирователя,. пороговой схемы, двух элементов запрета, инвертора и генератора импульсов, частота генерации которого управляется напряжением, позволяет при упрощении цифрового автокомпенсатора повысить его быстродействие и точность измерения за счет исключения динамической погрешности.

Цифровой автокомпенсатор с переменными шагами уравновешивания по уровню и времени, содержащий нуль-ор-.. ган, первый вход которого соединен с объектом измерения, генератор импульсов, счетчики точной и грубой ступеней, соединенные с цифровым индикатором и преобразователем коданалог, выход которого соединен с вторым входом нуль-органа, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности измерения, он снабжен пороговой схемой, усилителем-формырователем, двумя элементами запрета и инвертором, причем выход нуль-органа соединен с входом усилителя-формирователя и входом пороговой схемы, выход которой подключен к входу ин, вертора и первому входу первого эле-. мента запрета, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и вторым входом второго элемента запрета, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а выход - с входом счетчика точной ступени, выход первого элемента запрета подклю20 чен к входу счетчика грубой ступени, выход усилителя-формирователя соединен с входом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе

1. Ав торс кое с видет ельство СССР

Р 535730, кл.Н 03 К 13/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9. 306420, кл. Q 01 R 17/02, 1971.