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

Известны три основных метода построения ПЧН: метод Кейса, основанный на формировании и осреднении последовательности импульсов напряжения частоты с постоянной вольт-секундной площадью. Этот метод обеспечивает достаточно малую погрешность до 0,01 %, однако быстродействие ограничивается постоянной времени

Т = 1/2/;,бдоп,

где бдоп = At/n/t/„ - допустимая относительная погрешность от пульсации выходного напряжения t/вых;

метод, обеспечивающий наибольшее быстродействие, но более сложный для реализации, основанный на использовании гиперболической развертки, вспомогательного напряжения

которая запускается с началом каждого периода преобразуемой частоты fx. Напряжение t/sax в момент окончания периода Тх запоминается. Тогда

t/вых = KUJTx = KJx,

и реализуется, трехэтапный метод, обеспечивающий достаточно высокое быстродействие и точность при более простой реализации.

На первом этапе при помощи линейной развертки с постоянным наклоном t/pi = KUJ создается и запоминается напряжение

Utx = К,Тх = KJfx .

На втором этапе при помощи линейной развертки с переменным наклоном = KJJTxt> пропорциональным Отх, встречей с постоянным напряжением t/* формируется интервал времени Гпр.

Тогда Ui, = KUtxTup, откуда Гпр = UJKjlItx = -j.

На третьем этапе при помощи первой линейной развертки интервал Гпр преобразуется в выходное напряжение

На основе высокочувствительного измерительного следящего преобразователя напряжения в частоту на ПО «Точэлектроприбор» в содружестве с КПИ [46] был создан высокочувствительный цифровой интегрирующий милливольтметр типа Ф591.

ИП развертывающего преобразования основаны на использовании развертывающих преобразователей неинтегрирующего и интегрирующего типов.

Основные особенности преобразователей развертывающего уравновешивания с неинтегрирующими развертывающими преобразователями (генератораш разверток) с уравнениями = KV рассмотрены в гл.5.

В основном это преобразователи с выходной величиной в виде угла а. Такой преобразователь Ux-ccx был применен Ф. Е. Тем пиковым в первом цифровом приборе, созданном в 1935 г. в МЭИ.

Более широко применяются ИП развертьшающего преобразования с интегрирующими преобразователями, где

Хн = KXt или Хн = KXt. -




Ъ-x, i>:iu, и/ a


W,-Uc)t

Рис. 7.41. Временные диаграммы частотных н временных преобразователей развертывающего преобразования:

а - преобразователя мгновенных значений Ux -* Тх. б - преобразователя мгновенных зиа-чений иX -* f X разрядом образцовым напряжением [/(,= const; в- преобразователя мгно. . Венных значений Uх-* f х < PP)S> образцовым количеством электричества Q(i= const; г - преобразователя двойного интегрирования; д - преобразователя напряжения в относительную длительность Интервалов времени.

В таких преобразователях широко используются интегрирующие усилители [48].

В преобразователях напряжения развертывающего уравновешивания происходит принудительное циклическое изменение обычно по линейному закону величин KUxt или KUJ до момента уравновешива-

ния с мгновенным значением

Ug или

Ux или до момента полного разряда конденсатора интегратора. Предположим, что линейное циклическое изменение напряжения достигается при помощи интегрирующего усилителя, который работает на начальном линейном участке.

Развертывающие преобразователи напряжений и токов можно разделить в зависимости от характера развертки на преобразователи с постоянным наклоном выходного напряжения интегратора и на преобразователи с переменным наклоном.

Развертывающие преобразователи с постоянным наклоном развертки £/п = iof/ могут работать в двух режимах:

преобразования Ux-Tx и преобразования l/i/*->•/*-Развертывающие преобразователи с переменным наклоном развертки могут работать в основном в следующих режимах:

преобразования Ux-fx, преобразования IJUx-Tx, преобразования fJx-Tx, преобразования U\-fx.



Развертывающие преобразователи с постоянным наклоном развертки

Преобразователь напряжения в интервал времени

В преобразователе напряжение - интервал времени Ux-Tx с циклическим линейным изменением величины UkUgt/T: (рис. 7.41, а) Uk изменяется в каждом цикле до момента равенства Uk = Ux. Следовательно,

UJxh = Ux,

где Тх - время линейного измерения Uk от нуля до значения Ux,

т - постоянная времени интегрирующего усилителя.

Отсюда

Тх = Uxt/U,.

Таким образом, мгновенное значение напряжения Ux преобразуется в интервал времени Тх. При цифровом измерении отсчет

Nx = Тх/То = UxtlTU,.

Nx зависит не только от и U, но и от постоянной времени т, т. е. от угла наклона развертан и от Т. После окончания цикла развертки конденсатор разряжается, и цикл начинается сначала. Такие преобразователи используются в цифровых вольтметрах время-импульсного преобразования (п. 10.2).

Преобразователь напряжения в частоту с гиперболической характеристикой

В преобразователе с постоянным углом наклона развертки выходной величиной может служить частота fx- Тогда из

UoTxltUx = UjfxX

выходная частота fx = UjxUx, т. е. обратно пропорциональна напряжению Ux. После интегрирования по времени

т т . • .

.fxdt = U,di/xUx==N,

т. е. число импульсов N за время Т равно интегралу отношения двух, напряжений UqH Ux. Эти зависимости можно использовать в различ-. ны X функциональных преобразователях.

Развертывающие преобразователи с переменным наклоном развертки Преобразователи напрязкения в частоту

Преобразователи напряжение - частота с переменным наклоном развертки выходного напряжения интегратора разделяются по способу разряда конденсатора интегратора:

с разрядом на заданный перепад напряжений Ui-Uz или от t/o ДО О (рис. 7.41,6); с разрядом образцовым количеством электричества

(рис. 7.4 1,в). . . : .





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