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


. штат ffmam Лтакт

Рис. 7.44. Пятитактный интегрирующий измерительный преобразователь: с -структура; б - временная диаграмма.

смотрим работу устройства при измерении сигнала постоянного тока. В первом такте интегрирования, равном периоду сетевого напряжения Тп, переключатель SW1 находится в положении 1, ключи SW 2 vi SW Z замкнуты, ключ SW 4 ~ разомкнут. Осуществляется одновременный заряд интегратора Ин 1 входным напряжением {t) и интегратора Ин2 - опорным напряжением Uo- К концу первого такта интегрирования количество электричества, накопленное первым интегратором:

где Ui (t) ~U-}-U„ sin {(ot -f ф) - входное напряжение; U„ - амплитуда помехи; ф - начальная фаза помехи относительно начала интервала интегрирования.

Выходное напряжение интегратора Ин2

- II

где -опорное напряжение.

Во втором такте интегрирования ключи SW2 и SW3 размыкаются и замыкается ключ SWi {SWI переводится в положение 2). Происходит разряд интегратора Ин1 выходным напряжением интегратора



Ин2, который находится во втором такте в режиме аналоговой памяти. Окончание разряда Ин1 фиксируется компаратором. Изменение количества электричества при разряде первого интегратора

где t/g (О - выходное напряжение интегратора Ин2; t/j-среднее значение выходного напряжения Ин2 за время Т; - время разряда интегратора Ин1.

Предположив аналоговую память интегратора Ин2 идеальной, т. е. и. (t) = t/g == const и подставив (7.43) в (7.44), получим

Из условия баланса количества электричества при заряде и разряде интегратора Ин1, т. е. приравнивая (7.42) и (7.45), определим время разряда

В течение времени Га на суммирующий вход реверсивного отчетчи-ка поступают импульсы частоты /о с генератора квантующих импульсов. Число в счетчике

После окончания второго такта на интеграторе Ин2 восстанавливаются начальные условия.

В третьем такте ключ SU2 замкнут, остальные разомкнуты. Происходит заряд интегратора Ин2 опорным напряжением V(, в течение фиксированного интервала времени Тк = 20 мс. Длительность третьего такта в ИП постоянного напряжения и при измерении активного сопротивления на переменном токе выбирается равной номинальному значению периода помехи или тестового сигнала. В ИП для емкостных и индуктивных датчиков длительность третьего такта выбирается кратной периоду тестового сигнала для обеспечения инвариантности к частоте тестового сигнала.

По окончании третьего такта напряжение на выходе Ин2

UdtUJJx.

В четвертом такте ключи SW2 и SW3 разомкнуты, ключ SW4 замкнут. Производится заряд интегратора Ин1 выходным напряжением Ин2, который находится в режиме аналоговой памяти в течение времени Гг (время разряда Ин1 во втором такте). Воспроизведение интервала времени осуществляется считьгоанием с реверсивного счетчика числа подачей импульсов частоты /о на вычитывающий вход.



Количество электричества, накопленное интегратором Ин1 в четвертом такте:

Полагая С/д (t) = 11 = const и подставив (7.48) и (7.46) в (7.49),

получим

ДСз = UxTkIR,.

В пятом такте интегрирования ключ SW3 замкйут (переключатель - в положении 2), SWd vi SW4 - разомкнуты. Происходит разряд интегратора Ин1 опорным напряжением Uf, до нуля. Количество электричества, полученное Ин1 в течение времени разряда Т.

Приравнивая (7.51) и (7.50), определим время разряда интегратора Ин1

Тз = UJk/Uo.

В результате измерения интервала Гд подсчетом импульсов частоты fo, поступающих на вход счетчика с генератора квантующих импульсов в течение времени Tg, получим результат измерения - число

NxTJo-UJJo/lo-

Фиксированный интервал Т„ (длительность третьего такта) может быть задан подсчетом определенного числа импульсов частоты fo от генератора тактовых импульсов, т. е. Тк = Njfo- Подставив это значение в (7.53), окончательно получим

NUNIUo.

Из (7.54) следует, что результат измерения не зависит от периода сетевой помехи, от постоянных времени обоих интеграторов и от нестабильности частоты квантующих импульсов. Такой алгоритм преобразования входного сигнала позволяет уменьшить основные составляющие погрешности интегрирующих преобразователей, определяемые факторами, рассмотренными ранее, и обеспечить значительное увеличение коэффициента подавления помехи нормального вида. Следовательно, на базе такого алгоритма возможно построение системного ИП постоянного напряжения или параметров двухполюсников в интервалах времени, удовлетворяющих совокупности повышенных требований в отношении чувствительности, точности быстродействия и помехоподав-ления.

При совершенствовании цифровых вольтметров двухтактного интегрирования сначала разрабатывались приборы с комбинированной структурой на основе дифференциального метода измерения, коррекции погрешностей, устранения входного ключа при сохранений быстродей-





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