Устройство для измерения мгновенных значений изменяющегося напряжения постоянного тока различной полярности

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 473955

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства 411379 (22) Заявлено 23.01.73 (21) 1874287/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 29.12.75 (51) М. Кл. G 01г 19/04

Гааударатвениый комитет

Совета Министров СССР ао делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621.317.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Гонцов, В. В. Неумывака и П. Е. Чистяков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ

ЗНАЧЕНИЙ ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

ТОКА РАЗЛИЧНОЙ ПОЛЯРНОСТИ

Изобретение относится к области электроизмерительной технички и может быть использовано в системах автоматического контроля параметров сложных систем.

Известно устройство для измерения мгHOвенных значений изменяющегося напряжения постоянного тока различной полярности по основному авт. св. № 411379, которое не может быть иопользовано как устройство для автоматичесоаого определения производных в точках (областях точек), в которых осуществляется определение мгновенных значений исследуемой функции U„.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Для достижения этой цели в предлагаемое устройство введены реверсивный двоичный счетчик, триггер, устройство и ндикации знака производной напряжения, причем входы ревер сивпого двоичного счетчика соединены с выходами триггера, входами устройства индикации знака производной и через ключевые схемы — с выходами двоичного счетчика и ггреобразователя на пряжения, выходы реверсивного двоичного счетчика подключены к входам триггера и через ключевую схему — ко входам регистрирующего устройства, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами ключевых схем

2 на выходах преобразователя напряжения и двоичного счетчика, на Bxîäå и выходе реверсивного двоичного счетчика, пятый выход блока управления связан с входами двоичного счетчика и реверсивного двоичного счетчика и нулевыми входами триггера.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — осциллограммы напряжения.

Преобразователь 1 величины изменяющегося напряжения U,. в код, выполненный, например, на квантовом преобразователе, генерирует импульсы с частотой следования ь пропорциональной величине мгновенных зна чений напряжения У,. + Up, где Уо — опорное напряжение квантового преобразователя.

Двоичный счетчик 2, управляемый ключевой схемой 3, осуществляет фиксирование импульсов с частотой следования f>, 20 Реверсивный двоичный счетчик 4, управляемый ключевыми схемами 5, 6 и 7 íà входах и выходе, осуществляет определение алгебраической разности мгновенных значений между предыдущей и последующей точками

25 (областями точек) функции U, Алгебраическая разность мгновечных значений, выраженная в числе импульсов, пропорциональна производной в предыдущей мгновенной точке (области точки) функции U, Например, на зо фиг. 2а в функции U,. выделены предыду Я щие и последующие мгновенные точки 1 и

II, III и IV, Ч и VI. Разности мгновенных значений ЛУ1, bU2, AU2 при достаточно малых значениях

М = 2 3 пропорциональны значениям производных в точках I, ГП и V.

Для управления режимами счетчика 4 и устройства 8 индикации знака производной служит триггер 9.

Генератор 10 им пульсов с блоком управления 11 формируют фиксированные во времени команды управления элементамиустройства. Блок управления имеет управляющие выходы:,первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16. Генератор импульсов 10 формиру ет импульсы с частотой следования f2, причем

f2 f1

На вход преобразователя 1 подается напряжение U,, выход преобразователя 1 через ключевую схему 3 соединен со счетным входом счетчика 2 и через схему 7 — co счетным входом реверсивного счетчика 4, выходы двоичного счетчика 2 через ключевую схему 5 соединены со входами ЦВМ и входами реверсивного счетчика 4, выходы которого через ключевую схему 6 соединяются со входами ЦВМ, генератор 10 импульсов соединен со входом блока 11 управления, выходы 12 — 15 которого соединены с управляющими входами ключевых схем 3, 5, 7 и 6 соответственно, пятый выход 16 соединен со входами сброса счетчиков 2 и 4 в исходное положение и нулевым входом триггера 9, выходы которого соединены со входами индикаторного устройства 8 и счетчика 4, выход последнего соединен с единичным входом триггера 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на вход преобразователя 1 подается напряжение U, . На блок 11 подается «oманда «Исходное», по которой триггер 9 переводится в нулевое состояние и формирует команду «Вычитание (— )» в реверсивном счетчике 4, а устройство 8 переводит на показание « — » (производная отрицательная); осуществляется сброс счетчиков 2 и 4 в исходное состояние, закрывается вход блока 11. Включа1оъся генератор 10 и преобразователь 1.

По команде «Замер» открывается вход блока 11 и,первый же импульс с генератора 10 формирует сигнал на выходе 12 блока 11. При этом ключевая схема 3 открывается и счетчик 2 фиксирует импульсы частоты f1, до момента прихода второго импульса с генератора 10. Второй импульс снимает сиг нал с выхода 12 и формирует сигнал на выходе 13, ключевая схема 3 закрывается, а ключевая схема 5 открывается, и с выходов счетчика 2 сигнал в виде двоичного кода (мгновенное значение напряжения U» ) пе»1

4 редается на вход ЦВМ и в реверсивный счетчик 4.

Третий импульс снимает сигнал с выхода 13 и формирует сигнал на выходе 14, ключевая схема 5 закрывается, а ключевая схема 7 открывается. Импульсы частоты f1 (мгновенное значение напряжения U» ), по«2 ступающие на счетный вход счетчика 4, осуществляют последовательное вычитание импульсов из ранее записанного результата.

В зависимости от значения U„ U„

1 2 которое будет зафиксировано в промежутке времени между третьим и четвертым импульсами генератора 10, возможны три случая.

Если U > U», то в момент равенства

2 1 значений У и U на выходе счетчика 4

»2 формируется сигнал, по которому триггер 9 переходит в единичное состояние. При этом

20 на выходе триггера формируется команда, по которой счетчик 4 переводится в режим суммирования, а устройство 8 на показание положительной производной. В счетчике 4 фиксируется число импульсов, пропорциональное значению положительной производной.

Если U» = U», то при окончании про»2 ( цесса вычитания в счетчике остается число им пульсов, пропорциональное отрицательной производной.

Если U = U, то счетчик 4 находится в

2 1 нулевом состоянии и производная равна нуз5 лю.

Четвертый импульс снимает сигнал с выхода 14 и формирует сигнал на выходе 15, ключевая схема 7 закрывается, а ключевая схема 6 открывается. Результат счетчика 4 списывается на вход ЦВМ.

Пятый импульс снимает сигнал с выхода 15 и формирует сигнал на выходе 16, действие которого аналогично команде «Исходное».

45 С приходом шестого и последующих импульсов процесс замера второго, третьего и т. д. мгновенных значений напряжения U„è производной в точках (областях) замера продолжаетсяся.

50 При отсутствии напряжения U» на входе преобразователя 1 счетчик 2 будет в моменты времени tp, t1, t2,..., 1„(фиг. 2б) фиксировать двоичные числа У=ЖО, пропорциональные значению напряжения Up.

55 При подключении на вход преобразователя 1 напряжения U положительной полярности, двоичные числа на выходе устройства в моменты времени 4, t1, t2,..., 1„будут иметь значения Л >Хо, пропорциональные Up+U» .

При U отрицательной полярности двоичные числа на выходе устройства в моменты времени 4, t1, t2,..., 1„будут иметь значения

М>Л1О, пропорциональные Up — U» .

По команде «Исходное» устройство пре5 кращает замеры мгновенных значений и устанавливается в исходное положвние.

По команде «Замер» замер мгновенных значений U„+Up может быть продолжен.

Устройство можно использовать в качестве преобразователя фазы в двоичный код, если на вход преобразователя 1 (фиг. 1) подключить фазовый детектор и на вход детектора подать переменные напряжения юдинаковой частоты и сдвинутые по фазе, тогда с выхода фазового детектора будет сниматься сигнал постоянного тока положительной или отрицательной полярности, пропорциональный сдвигу по фазе. При включении устройства в работу, на вход ЦВМ с выхода двоичного счетчика 2 через ключевую схему 5 будут подаваться сигналы в двоичном коде, пропорциояальные сдвигу по фазе.

По величине двоичного кода можно оценить и знак сдвига по фазе: если N„)Np, где Np — значение двоичного сигнала на выходе устройства при N» = О, то знак сдвига положительный; если N 2 Np — знак сдвига отрицательный; если N„= Np — сдвиг по фазе отсутствует.

Предмет изобретения

Устройство для измерения мгновенных значений изменяющегося напряжения постоянного тока различной полярности по авт.

5 св. № 411379, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в,него введены реверсивчый двоичный счетчик, триггер, устройство индикации знака производной напряжения, причем входы

lo реверсивного двоичного счетчика соединены с выходами триггера, входами устройства индикации знака производной и через ключевые схемы — с выходами двоичного счетчика и преобразователя напряжения, выходы реверсив15 ного двоичного счетчика подключены к входам триггера и через ключевую схему — ко входаы регистрирующего устройства, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с уп20 равляющими входами ключевых схем на выходах преобразователя напряжения и двоичного счетчика,,на входе и выходе реверсивного двоичного счетчика, пятый выход блока управления связан с входами двоичного

25 счетчика и реверсивного двоичного счетчика и нулевыми входами триггера.

473955

Составитель В. Ваганов

Техред 3. Тараненко

Корректор А. Дзесова

1 едактор И, Шубина

Заказ 5501 Изд. № 1499 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал ь) О4 2

<х

Фиг.2