Цифровой измеритель отклонения измеряемой частоты от номинальной

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМОЙ ЧАСТОТЫ ОТ НОМИНАЛЬНОЙ , содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные блок ключей, элемент ИЛИ и первый счетчик, ключ, последовательно соединенные генератор о6разцовой частоты и второй счетчик, а также отсчетный блок, вход которого подключен к входу ключа, йторой вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, вььсод фор мирователя импульсов подключен к второму входу первого счетчика и к второму входу второго счетчика, выходы кода которого соединены с первыми входами блока ключей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены регистр памяти и последовательно соединенные реверсивный счетчик и триггер, первый выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход последнего соединен с вторым выходом триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов и к первому входу регистра памяти, входы кода которого соединены с выходэдш второго счетчика, а выходы регистра памяти подключены к входам блока ключей, при этом выходы кода реверсивного счетчика соединены с входами кода отсчетного блока, четвертый вход которого соединен с первым выходом триггера, третий вход реверсивного счетчика подключен к выходу ключа, а четвертый вход реверсивного счетчика соединен с выходом форми00 00 рователя импульсов..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 0188 A (Ю4 G01 R23 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OYKPblTMA (21) 2759095/18-21 (22) 27. 04. 79 (46) 23. 12.85. Бюл. N 47 (71) Львовский ордена. Ленина политех.нический институт им. Ленинского койсомола (72) О.М.Доронина и Г.Н.Лавров (53) 621. 317. 644 .(088. 8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР

У 336612, кл. G 01 R 23/10, 1 6.06.69.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 300833, кл. G 01 R 17/00, 20.06.69. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМОЙ ЧАСТОТЫ OT HONHНАЛЬНОЙ, содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные блок ключей, элемент ИЛИ и первый счетчик, ключ, последовательно соединенные генератор 1образцовой частоты и второй счетчик, а также отсчетный блок, вход которого подключен к входу ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход фор-. мирователя импульсов подключен к второму входу первого счетчика и к второму входу второго счетчика, выходы кода которого соединены с первыми входами блока ключей, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены регистр памяти и последовательно соединенные реверсивный счетчик и триггер, первый выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход последнего соединен с вторым выходом триггера, второй вход которого.подключен к выходу формирователя импульсов и к первому входу регистра памяти, входы кода которого соединены с выходами второго счетчика, а выходы регистра памяти подключены к входам блока ключей, при этом выходы кода реверсивного счетчика соединены с входами кода

I отсчетного блока, четвертый вход которого соединен с первым выходом триггера, третий вход реверсивного счетчика подключен к выходу ключа, а четвертый вход реверсивного счетчика соединен с выходом формирователя импульсов..

1200188 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля отклонения частоты от ее номинального значения.

Известно устройство для измерения отклонения частоты от номинального значения, содержащее формирователь импульсов, ключ, генератор образцовой частоты . счетчик импульсов, блок управленйя, схемы инверсии индикации и блок индикации (11.

Р

Недостатком известного устройства является то, что при f x (йн невозможно измерение отклонения измеряемой частоты от номинальной по каждому ее периоду, что ведет к уве-. ,личению динамической погрешности измерения. Причем избежать последнего можно только ограничением диапазона измерения устройств.

Кроме того, результат измерения является относительной величиной, что не всегда приемлемо.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой. измеритель отклонения измеряемой частоты от номинальной, содержащий; формирователь импульсов, блок ключей, генератор образцовой частоты, счетчики, элементы совпадения, интегратор с последовательным переносом, образованный двумя счетчиками, блоком импульсно-потенциальных ключей и элементом ИЛИ, блок сравнения прямого и обратного кодов, блок управления и отсчетный блок (2).

Недостатком известного устройства является ограничение диапазона измерения отклонения измеряемой частоты от номинальной временем Dt .

Причем увеличить диапазон измерения за счет увеличения образцовой частоты f не удается, ибо это влечет за собой увеличение числовых емкостей счетчиков И . Поэтому для сч обеспечения необходимого диапазона измерения в известном измерителе приходится увеличивать время д до величины, иногда большей периода измеряемой частоты. Это приводит к потере информации о периодах Т, в течение которых производится второй цикл измерения отклонения частоты от номинальной, а следовательно, и к увеличению динамической погрешности от аппроксимации.

5

Целью изобретения является расширение диапазона измерения.

Эта ц ль достигается тем, что в цифровой измеритель отклонения измеряемой частоты от номинальной, содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные блок к ключей, элемент ИЛИ и первыи счетчик, ключ, последовательно соединенные генератор образцовой частоты и второй счетчик, а также отсчетный блок, вход которого подключен к входу ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход формирователя импульсов подключен к второму входу первого счетчика и к второму входу второго счетчика, выходы кода которого соединены с первыми входами блока ключей, введены регистр памяти и последовательно соединенные реверсивный счетчик л триггер, первый выход которого подключен к первому вхоцу реверсивного счетчика, второй вход последнего соединен с вторым выходом триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов и к первому входу регистра памяти, входы кода которого соединены с выходами второго счетчика, а выходы регистра памяти подключены к входам блока ключей, при этом выходы кода реверсивного счетчика соединены с входами кода отсчетного блока, четвертый вход которого соединен с первым выходом триггера, третий вход реверсивного счетчика подключен к выходу ключа, а четвертый вход реверсивного счетчика соединен с выходом формирователя импульсов.

На чертеже представлена блоксхема цифрового измерителя отклонения измеряемой частоты от номинальной.

Цифровой измеритель содержит формирователь 1 импульсов, генератор

2 образцовой частоты, интегратор 3, состоящий из счетчика 4, регистра 5 памяти и импульсно-потенциальных ключей 6 элемент ИЛИ 7, счетчик 8, ключ 9, реверсивный счетчик 10, триггер 11 и отсчетный блок 12.

Цифровой измеритель отклонения измеряемой частоты от номинальной работает следующим образом.

Формирователь 1 импульсов в момент начала каждого периода измеряе3 1 мой частоты f<. формирует короткий импульс, осуществляющий своим передним фронтом перенос числа, соответствующего величине предыдущего периода измеряемой частоты, из счетчика 4 в регистр 5, а задним— установку в ноль счетчиков 4 и 8 и триггера 11. Кроме того, каждый импульс с выхода формирователя 1 устанавливает реверсивный счетчик

10 в состояние Мг, соответствующее н номинальной частоте f1, .

Ng =K(f где К вЂ” коэффициент пропорциональ- ; ности»

Импульсы образцовой частотой сле дования f поступают на вход счет-чика 4, подсчитывающего их количество И между каждыми двумя импульФ сами с выхода формирователя 1, т.е. в течение времени, равного периоду

Т„ измеряемой частоты:

Т о Тх

Тх

Таким образом, к началу следующего периода измеряемой частоты в счетчике 4 находится число, соответствующее данному периоду Т„.

В это же время интегратор 3 с последовательным переносом, в регистре которого хранится число, прямо пропорциональное величине предыдущего периода Т„, формирует на своем выходе частотно-импульсную . последовательность с частотой следовая.ия

f = — - Т . (1) о х

СЧ 1 где N — числовая емкость счетчика

СЧ1

4 и регистра,5, импульсы. которой поступают на вход счетчика 8, В течение времени at1 îò начала периода Т до.переполнения счетчика 8

СЧ2 (2)

И СЧ2 ! где N < - числовая емкость счетчи2 ка 8, открыт ключ 9, пропускающий за это время на вход реверсивного счетчика

10 количество импульсов N частотой х следования f, равное

Nс N м = »с . f — — — — - f (3) о б

200!88 . 4

Если f < f„, триггер 11 все время от начала периода Т„ до переполнения счетчика 8 находится в нулевом состоянии, что .обеспечивает работу реверсивного счетчика 10 в режиме вычитания.

Таким образом, к моменту переполнения счетчика 8 и последующему за этим закрыванию ключа 9 в ревер10 сивном счетчике 10 накапливается число импульсов N g прямо пропорциональное отклонению 4Е,. частоты от номинальной f

<5 о 1 Х йН

= -(Nc — N .) если

N Cu1 NCeZ к

2р .Нулевое состояние .триггера ука- зывает на знак "минус" отклонения.

Если f> 0 f<, то в процессе подсчета Мд,реверсивный счетчик 10 проходит через нулевое состояние, в

25 результате чего на его выходе появляется импульс, который устанавливает триггер 11 в единичное состояние, что влечет sa собой переключение реверсивного счетчика 10 в режим сло30 жения.

»

При этом к моменту переполнения счетчика 8 в реверсивном счетчике

10 накапливается количество импульсов, равное

35 1 g =Kg p.fj

1 1 а единичное состояние триггера 11 указывает на знак "плюс" отклоне-... ния частоты f от номинальной.

Импульсом переполнения счетчика

8 код отклонения частоты из ревер.сивного счетчика 10 и код знака этого отклонения с прямого выхода .триггера 11 переносятся в отсчетный блок 12.

В конце периода Т„ (начале следующего периода) код числа, соответствующего значению Т„; из счетчика

4 переносится в регистр 5, счетчики

gp 4 и 8, реверсивный счетчик 10 и триггер 11 устанавливаются в исходное состояние,.и устройство готово к вычислению следующего значения.

Предлагаемый цифровой измеритель

5> отклонения измеряемой частоты от номинальной отличается от известного тем, что в нем совмещены цикл измерения периода Т измеряемой часХ

1200188

5 аЕ

2макс

- н. (5) 1моцсс дf

ВНИИПИ Заказ 7860/49 Тираж 747 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4 тоты и цикл непосредственного определения ее отклонения от номинальной, соответствующего ее предыдущему периоду. Это приводит к уменьшению динамической погрешности от аппроксимации d< по отношению к известному измерителю х) 2 (и + 1) 2

С/", т.е. даже при длительности второго цикла измерения в известном измери. теле, не превышающей длительности периода Т„ (и = 1), 2 д1

Кроме того, предлагаемый измеритель отклонения измеряемой частоты от номинальной имеет больший диапазон измерения.

Для известного устройства при ай2 4 Т „„„Справедливо равенство

Для предлагаемого устройства при М -< .Т „„„„ с учетом выражений (1), (2) и (3) и соотношения

" макс = 4макс - fH справедливо равенство

Сравним д й1м ки ь макс для реальных условий: f " "50 Гц, Ксц

20 Й сц1 10 f в 10 Гц» N с 2 4 О5

= 2 ° 102.

Из выражений (4) и (S) следует, что 1м""с = 2.

af

4 2 мо(кс