Фазометр с цифровым отсчетом

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

247403

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 19.1.1968 (№ 1211247/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.Н!.1969. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 1.XII.1969

Кл. 21е, 36/03

МПК G 01г

УДК 621.317.77(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрое

СССР

Авторы изобретения

Е. М. Прошин и О. М. Коломиец

Заявитель

ФАЗОМЕТР С ЦИФРОВЪ|М ОТСЧЕТОМ

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники, а именно к цифровым фазометрам, основанным на подсчете за калиброванный интервал времени числа периодов известной частоты, попавших в интервалы времени между моментами смены полярности входных напряжений.

Известные цифровые фазометры, содержащие формирующие устройства, суммирующий и вычитающий счетчики, задающий генератор, генератор калиброванных интервалов времени, триггер управления счетом, блок управления и регистрирующее устройство, имеют сравнительно невысокую точность измерения.

Предлагаемый фазометр позволяет повысить точность за счет того, что он снабжен устройством автоматического выбора частоты, выполненным из дополнительного счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу m-го разряда основного счетчика, а выход через дешифратор и вентили — к управляющим входам генератора опорных частот, и линией задержки, вход которой подключен к выходу m-го разряда основного счетчика, а выход — ко входу записи единицы того же разряда основного счетчика.

На чертеже представлена блок-схема фазометра с цифровым отсчетом.

Формирующие устройства 1 и 2 и схема 8 разности преобразуют сдвиг фаз между напряжениями Uj и U в интервалы времени между моментами смены полярности входных напряжений — интервалы фаз.

5 Для запуска схемы импульс генератора 4 одиночных импульсов перебрасывает триггер

5. При этом открывается вентиль б, пропуская импульс калиброванной частоты с делителя 7 на триггер 8 управления счетом через

10 вентиль 9 запрета. Последний исключает совпадение начала калиброванного интервала с интервалом фазы, что позволило в начале измерения иметь полный интервал фазы.

Ближайший импульс калиброванной частоты, 15 не совпавший с интервалом фазы, перебрасывает триггер управления счетом 8, открывая через вентиль 10 доступ интервалам фазы к управлению вентилем 11 частоты счета.

Первый, как отмечено, полный интервал фазы

20 открывает вентиль 11, пропуская на основной счетчик 12 самую высокую частоту заполнения.

С этого момента начинается первый этап— нахождение оптимальной частоты счета

25 максимально возможной при конечной емкости счетчика. Появление импульса на выходе

m-ro разряда счетчика за время одного интервала фазы сигнализирует о необходимости понижения частоты счета, в противном слу30 чае, чтобы хватило емкости счетчика, придет247403

15 го

25 зо

60 ся уменьшить число интервалов фаз, а следовательно, увеличить погрешность ЬЛ . Импульс с выхода т-го разряда счетчика 12 поступает на дополнительный счетчик 13, который посредством дешифратора 14, вентилей

15, 1б, 17 и генератора 18 ряда опорных частот понижает на порядок частоту счета. Одновременно через линию 19 задержки этот импульс перезаписывает единицу m-го разряча, т. е. изменяется на порядок масштаб числа, записанного в счетчике 12.

Появление второго импульса на выходе

m-го числа разряда вызывает еще одно изменение частоты счета и масштаба числа, записанного в счетчике, иммитируя тем самым счет пониженной частоты с начала калиброванного интервала. Этот процесс будет продолжаться до конца первого интервала фазы.

Характерно при этом, что погрешность дискретности в заполнении интервала фазы 6Z, будет лежать всегда в одних и тех же пределах и будет достаточно малой, так как код записан во всех m-разрядах, т. е. число импульсов в одном интервале фазы достаточно велико, чтобы сделать погрешность 6Z малой, и в то же время не слишком велико, чтобы при дальнейшем измерении хватило полной емкости счетчика.

Следовательно, частота счета оптимальна.

С приходом конца интервала фазы (первого) при помощи триггера 20 и вентилей 21 и 22 оптимальная частота счета запоминается, и открывается доступ на остальную часть счетчика 12.

С этого момента начинается второй этап— нахождение оптимального времени измерения.

Прежде всего с началом измерения вырабатывается ряд калиброванных интервалов времени, начала которых совпадают. Для получения этого ряда триггер 8 управления счетом вместе с вентилем 10 открывает вентиль

23, давая доступ импульсам калиброванной частоты с выхода промежуточного делителя 7 частоты на ударные делители 24 частоты.

Ударные делители частоты вместе со счетчиксм 25 импульсов концов калиброванных интервалов времени, дешифратором 2б и управляющими вентилями 27, 28 и 29 представляют собой генератор ряда калиброванных интервалов времени. В исходном состоянии счетчик

25 посредством дешифратора 2б поддерживает открытым вентиль 27. Второй после запуска импульс с делителя 7, пройдя через вентиль 27, поступает на нулевой вход триггера

80 поиска конца счета и на счетный вход счетчика 25.

При этом возможны два случая.

К моменту прихода второго импульса с делителя 7 в счетчике 12 на выходе предпоследнего разряда появляется импульс записи единицы старшего разряда, который одновременно перебрасывает триггер 80. Тогда с приходом второго после запуска импульса с делителя 7 триггер 80 возвращается в исходное состояние, возвращая при этом и триггер 8 управления счетом. Счет на этом заканчивается. Одновременно второй импульс делителя 7 поступает на вход счетчика 25, которьш посредством двухступенчатого дешифратор а

81 масштаба (управляемого одновременно и счетчиком 18) фиксирует в системе 82 цифровой индикации масштаб измеряемой фазы переключением запятой.

Второй случай имеет место, когда к моменту прихода второго импульса с делителя 7 с выхода предпоследнего разряда счетчика 12 не поступило импульса. Тогда второй импульс с делителя 7 не изменит состояния триггера 30.

Счет на этом не закончится, ибо временной интервал мал. Однако второй импульс с делителя 7 поступит на вход счетчика 25, который при этом посредством дешифратора откроет вентиль 28 и закроет вентиль 27. Импульс с выхода вентиля 28 появится через время, считая от начала измерения, на порядок больше, чем время первого интервала.

Этот импульс также поступит на нулевой вход триггера 80 и на счетчик 25, и опять возможны те же два случая.

В итоге устройство выберет нужный калиброванный интервал, при котором счетчик заполнится во всех разрядах, а следовательно, и погрешность от дискретности бЛ„будет минимальной.

Следует отметить важное преимущество предлагаемого устройства, что процессы выбора частоты заполнения интервалов фаз и выбора калиброванного интервала времени совмещены с процессом измерения. Измеряемая фаза фиксируется кодом с автоматически плавающей запятой.

Предмет изобретения

Фазометр с цифровым отсчетом, содержащий форм ирующие устройства, вычитающее устройство, многоразрядный счетчик, генератор опорных частот, триггер управления счетом, генератор калиброванных интервалов времени, выполненный из делителей частоты, счетчика импульсов концов калиорованных интервалов, дешифратора и управляющих вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, фазометр снабжен устройством автоматического выбора частоты, выполненным из дополнительного счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу т-го разряда основного счетчика, а вы од через дешифратор и вентили к управляющим входам генератора опорных частот, и линией задержки, вход которой подключен к выходу m-го разряда основного счетчика, а выход — ко входу записи единицы того же разряда основного счетчика.

247403

Cdpoc

Редактор T. Иванова

Заказ 3191/1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Н. Кучеренко

Техред T. П. Курилко

Корректоры: В. Петрова и E. Ласточкина