Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 [ 132 ] 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Ui=UiuiSinajt

CM 1

УгЩшшСаИЩ) ->-

CM 2

Рис. 9.6. Цифровой следя1ций фазометр с равномерно-ступенчатым изменением компенси-

рующего угла сдвига фаз.

Цифровой следящий быстродействующий частотомер, измеряющий мгновенную частоту

Структура цифрового следящего быстродействующего частотомера, основанного на применении реверсивного счетчика в качестве устройства сравневия частот и управляемого двоичным кодом умножителя частоты, показана на рис. 9.4,6. Работа схемы прибора основана на непрерывном сравнении измеряемой частоты \х и частоты кварцевого генератора f, умножаемой в умножителе частоты на дискретный множитель п. Импульсы с частотой следования, равной измеряемой частоте, поступают на вход прямого счетчика, а импульсы с частотой следования п/о - на вход обратного счетчика. Если ч/о</х показания счетчика увеличиваются, соответствеиио повышается числовое значение кода, управляющего умножителем частоты. Показание счетчика и значение п увеличиваются до тех пор, пока ие наступит равенство п/о~/х После этого показания счетчика при fx = const будут оставаться постоянными. Измеряемая частота /д. будет равна показанию счетчика п, умноженному на значение f- При изменении \х происходит соответствующее изменение я до установления нового состояния равновесия.

ЦИП с реверсивными двигателями

В цифровых следящих приборах с реверсивным двигателем кодируется угол поворота двигателя. Такие приборы имеют два выхода: кодированный и аналоговый. Кодированный выполняется пространственным ИПАК в виде кодирующего преобразователя а -* N с цифровым кодом на выходе (рис. 9.4,е) или квантующего преобразователя а -> N с число-импульсным кодом на выходе (рис. 9.4,г). Во втором случае схема прибора более сложная, так как для преобразования число-импульсиого кода в цифровой необходим реверсивный счетчик импульсов. Однако механическая конструкция прибора более простая и надежная.

Следящий цифровой прибор может быть выполнен и с реверсивными шаговыми двигателями, управляемыми импульсами. В этом случае схема и конструкция прибора упрощаются по сравнению с предыдущим вариантом, так как отпадает необходимость в кодирующем преобразователе угла поворота оси двигателя. Компенсаторы такого тжпа на 0,5 В были выполнены с шаговыми двигателями типа РШД-2 (рабочая частота = 50 Гц, время измерения номинального значения = 2,5 с, при Лд = 125). Основная погрешность- 1 %.

Цифровой следящий фазометр

В цифровых фазометрах следящего уравновешивания использовано параллельное соединение двух делителей частоты в качестве управляемой кодом меры фазового сдвига (п. 7.4) - фазовращателей. В структурной схеме фазометра, показанной на рис. 9.5, выходные напряжения преобразователя код - фаза в виде параллельно работающих идентичных делителей частоты подаются на входы смесителей двухкаиального преобразователя частоты. На вторые входы смеси-





Рис. 9.6. Цифровой фазометр типа Ф 5131.

телей подключены сравниваемые по фазе напряжения. Уравновешивание измеряемого фазового сдвига достигается при достижении равенства

(ш - fi)/ + ф - 11)= (ш - fi)/ -

где (й - фиксированная круговая частота сравниваемых по фазе напряжений; й - круговая частота выходных сигналов делителей частоты; ф - измеряемый фазовый сдвиг; и ip"- начальные фазы выходных сигналов делителей частоты.

Изменение фазового сдвига выходных сигналов делителей частоты, осуществляющих деление частоты импульсного генератора, осуществляется число-импульсным кодом, посылкой иа вход одного из них дополнительных импульсов, не совпадающих во времени с импульсами ГИ. При этом ступень квантования компенсирующего фазового сдвига ij)-составляет

А% = 360°/п,

где п - коэффициент деления ДЧ.

Подача дополнительных импульсов на вход одного из делителей частоты осуществляется схемой отработки СО, которая, в свою очередь, управляется устройством сравнения фаз УС, являющимся индикатором синфазности напряжения разностей частоты на выходах смесителей СМ и СМ2. При достижении компенсации подача дополнительных импульсов прекращается и считается разностный код, фиксируемый состояниями триггеров делителей. Этот код однозначно определяет значение фазового сдвига выходных сигналов делителей чгстоты (ф-ф"), который равен при достижении уравновешивания значению измеряемого сдвига фаз ф. Для облегчения вычитания кодов искомый разностный код считывается с выхода делителя частоты ДЧ2 в момент заполнения всех разрядов ДЧ1 и после считывания передается иа управление цифровым отсчетным устройством. Погрешность измерения фазовых сдвигов описанной схемы компеисационного фазометра определяется (на фиксированной частоте) в основном ступенью квантования меры фазового сдвига - фазовращателя на основе делителей частоты. По этой структуре КПИ и ПО «Точэлектроприбор» разработаны и серийно выпускаются цифровые фазометры типа Ф5126 и типа Ф5131 (рис. 9.6; табл. 35).

Интегральный еледшций АЦП среднего тока в относительную разность импульсов

При наличии высокочувствительного компаратора нулевого уровня напряжения н быстродействующих идентичных ключей среднее значение тока Ixp можно преобразовать в относительную разность образцовых импульсов заряда и разряда. Каждый импульс содержит постоянное количество электричества /qA t. На конденсатор С в течение периода 7ц(рис. 9.7) поступает ток I, rii импульсов разряда (при ?7,>0) и импульсов заряда (при Ux>0). При этом в течение напряжение на конденсаторе автоматически поддерживается близким к нулю схемой управления. Разность импульсов - N подсчитывается реверсивным счетчиком импульсов.



Тогда за время Т

Хер

("1 + Пг) («1 -Ь «в)

(9.3) (9.4)

от i

Бш -1

OHM 2

SW 2

Рис. 9.7. Структура интегрального АЦП среднего тока в относительную разность импульсов.

где /j,- амплитуда тока импульсов разряда и заряда от мер тока OHM и ОНМ2.

Дрейф нуля усилителя преобразователя U-1 х устраняется одновременным реверсированием и выхода в течение второй половины никла намерения Гц. Преобразователь этого типа выполнен на пять десятичных разрядов, в интегральном исполиенин. Время измерения 1 с, тактовая частота 10 Гц.

АЦП следящего типа на иитегра.1ьных .микросхемах

АЦП следящего уравновешивания с неуправляемым генератором тактовых импульсов выполняется на основе серийных интегральных микросхем ЦАП К594 ПА1 (табл. 30), реверсивного счетчика импульсов К155 ИЕ7, компаратора 597СА1, генератора тактовых импульсов КР119ГГ1, ключей 155 ЛИ1 (рис. 9.8). В зависимости от соотношения между " компаратор выдает сигнал, открывающий ключи 51171 и SW2. При «к</х открыт ключ SW\ и счетчик считает импульсы нарастающим итогом. Выходной код счетчика подается на вход ЦАП. Выходное напряжение ЦАП возрастает равномерно ступенчато вплся"ь до момента равенства Uy=Ux- Время одного такта равно периоду тактовых импульсов Tfi, которое должно быть больше времени установления выходного напряжения ЦАП. Время разового измерения равно TN.

Следящий режим работы такого АЦП при Т= 10" с позволяет обеспечить слежение с погрешностью 1 % за синусоидальным сигналом с частотой до 200 Гц.

Цифровые следящие приборы с неравномерно-ступенчатым изменением компенсирующей величины

Недостатком цифровых следящих автокомпенсаторов с равномерно-ступеи-чатым изменением компенсирующей величины является большое число тактов. Поэтому цифровые приборы такого типа имеют очень большое время отработки в режиме разовых однократных измерений величины, близкой к номинальному значению. При неравномерно-ступеичатом изменении компенсирующей величины число тактов невелико, и поэтому время отработки мало. В этих приборах код вырабатывается схемой управления в процессе уравновешивания в течение ряда реверсивных ступенчатых тактов одним из способов отработки. При этом зано-, во отрабатываются только те разряды измеряемой величины, в которых произошло изменение. Такие приборы отличаются более сложной схемой управления.

1111

SW 2

Рис. 9.8. Структура АЦП следящего типа интегральных микросхемах.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 [ 132 ] 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166