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

Таблица 31. Параметры внешних элементов КР1108ПП1

для ПЧН по формуле

где /i, /g -токи двух инден-тичных источников тока, равные 1 мА для разряда Синт и заряда Ст; -иит - сопротивление интегратора; Ст - емкость времязада-ющего конденсатора; - напряжение встроенного источника напряжения 7,5 ... 8,5 В.

Преобразователи напряокения в интервал времени

Преобразователь --

(рис. 7.41, г) работает в два цикла: с циклическим изменением i/i = UJ,lx при заряде конденсатора С и с циклическим изменением UU - UJ/x при разряде конденсатора до значения f/g, с которого был начат процесс зарядки, и называется преобразователем двухтактного интегрирования.

Количества электричества при заряде и разряде конденсатора равны. В преобразователе автоматически осуществляется метод замещения. Тогда

- Гц Гц .

Режим

fy , кГц

С. = 3300 пФ

100 500

= 300 пФ = 30 пФ

10, 100, ЕОО

Линт = 40 кОм

10 100

500

С„ит=»0 иФ С„нт= нФ С„нт = 1 нФ

100 500

С„нх = 22иФ

Синт =10 иФ C„„t = S.l иФ

Следовательно, в этом случае осуществляется аналоговое интегрирование.

Если для цифрового измерения и для формирования интервала Гц == /СдГо используется один и тот же генератор квантующих импульсов и если в течение tJJx = ср, то цифроюй отсчет измерителя

В этом случае зависит только от U, и, следовательно, возможно большое снижение погрешности измерения. Приборы, основанные на этом принципе, имеют длительную стабильность характеристик и работают без подрегулировок. Быстродействие приборов, основанных на этом принципе, можно значительно повысить, если во



"w u,m

> 11

Uj=0

SW -,

Рис. 7.43. Интегрирующий развертывающий преобразователь напряжения в интервал време-ни без коммутирующих ключей на входе.

втором цикле разряд производить в два этапа различными по значению напряжениями [48]. Разрешающая способность, т. е. максимальное число различимых значений U, в таких приборах ограничивается отношением допустимого напряжения на конденсаторе Uc. доп к порогу срабатывания AU. Если {/с.доп = 30В, qu = 10"* В, то разрешающая способность равна 30000. Преобразователи двухтактного интегрирования применяются не только для измерения постоянного напряжения, но и для измерения различных параметров переменного напряжения, например, среднего значения, комплексных составляющих, а также для измерения комплексных параметров элементов электрических цепей.

Одним из основных источников погрешностей интегрирующих преобразователей ИРП является наличие ключей на входе преобразователя. Разработан интегрирующий развертывающий преобразователь напряжения в интервал времени без коммутирующих ключей на входе [48]. В этом ИРП (рис. 7.43) информация об интегральном значении

(t), в отличие от ИРП двухтактного интегрирования, поступает непрерывно. В новом ИРП в первом цикле от (t) заряжается конденсатор С1 и, благодаря вводимой в цепь интегратора обратной связи с фиксированной на время ТТц задержкой, формируется вспомогательный импульс с вольт-секундной площадью, пропорциональной интегральному значению U{i) за время Гц. Этот вспомогательный импульс через УПТ поступает параллельно на второй интегратор, заряжая его конденсатор. При этом конденсатор С\ разряжается и подготавливается для работы в следующем цикле. В начале второго цикла за время Т < Г, производится разряд конденсатора второго интегратора образцовым напряжением. Время будет пропорционально интегральному значению U{t) за предшествующий цикл длительностью Гц. Ключ, используемый в первом цикле, практически не влияет на точность,преобразователя, так как находится в прямой цепи замкнутого контура.

В настоящее время наиболее широкое распространение в интегрирующих измерительных преобразователях получил метод двухтактного интегрирования. Однако, ему свойственны следующие ограничивающие факторы:

зависимость результата преобразования от времени интегрирования неизвестного напряжения U, которая приводит к низкому помехо-подавлению при изменении частоты и спектрального состава помехи;

наличие ряда нескорректированных погрешностей: от изменения



сопротивлений ключей, служащих для подачи на вход интегратора неизвестного и образцового напряжений, абсорбции интегрирующего конденсатора, нелинейности интегратора и дрейфа напряжения смешения нуля интегратора, суммарная погрешность при этом обычно не менее 0,05 %;

разновременность интегрирования и U, приводящая к пропускам информации о изменении U.

Первый из перечисленных факторов требует обеспечения постоянства времени интегрирования неизвестного напряжения Тк, что ограничивает подавление помех нормального вида у таких ИП, а в ряде случаев у быстродействующих ИП параметров цепей переменного тока затрудняет обеспечение инвариантности к неинформативным параметрам сигнала.

Интегрирующие ИП можно подразделить на две группы: с постоянным временем интегрирования неизвестного напряжения и с переменным временем интегрирования U. В них- для улучшения помехо-подавления время интегрирования V равно периоду помехи. В ИП с постоянным временем интегрирования улучшения помехоподавления добиваются применением метода весового интегрирования, метода оптимальной фазы, синхронизацией момента начала интегрирования с переходом помехи через нуль, однако эти методы при наличии гармоник (до 5 %) в напряжении помехи обеспечивают помехопо-давление не свыше 60... 70 дВ (п. 8.6).

В ИП с переменным временем интегрирования U обычно для устранения влияния на результат преобразования изменения времени интегрирования Тц применяют подстройку частоты генератора счетных импульсов посредством систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) по частоте сети. Однако при этом требуется ФАПЧ с коэффициентом умножения частоты до (10*...10), что при требуемом быстродействии (один-два периода частоты сети) не позволяет обеспечить помехоподавление более 60...70 дБ вследствие фазовых флуктуации систем ФАПЧ.

При формировании в ИП с переменным временем интегрирования интервала интегрирования неизвестного напряжения непосредственно по нуль-переходам сетевого напряжения возможно обеспечение более точного равенства периода помехи и времени интегрирования Ux-Примером такого ИП является ИП пятитактного интегрирования, который отличается наличием дополнительного интегратора, аналоговой памятью и коррекцией погрешности. В этом ИП в течение трех дополнительных тактов сначала интегрируют образцовое напряжение дополнительным интегратором, затем переводят последний в режим аналоговой памяти и интегрируют его выходное напряжение первым интегратором в течение запомненного интервала, а затем разрядом первого интегратора до нуля образцовым напряжением формируют временной интервал, который преобразуют в код.

Структура пятитактного ИП, реализующая данный метод преобразования, и временные диаграммы его работы представлены на рис. 7.44. Синхронизация устройства осуществляется по нуль-переходам помехи (сетевого напряжения) при работе на постоянном токе и переменной Составляющей входного сигнала при работе на переменном токе. Рас-





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