Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do pomiaru czestotliwosci, zwlaszcza do przekazników czestotliwosciowych, dzialajacy na zasadzie porów¬ nywania czestotliwosci mierzonej z czestotliwoscia wzorcowa, majacy zastosowanie w zabezpiecze¬ niach elektroenergetycznych, szczególnie zas w u- kladach samoczynnego czestotliwosciowego odcia¬ zenia (SCO).Znany jest sposób i uklad do pomiaru czestotli¬ wosci, zwlaszcza do przekazników czestotliwoscio¬ wych opisany w katalogu szwajcarskiej firmy Brown (Boweri, Baden, Szwajcaria, 1971.Uklad wedlug wspomnianego katalogu zawiera na wejsciu przetwornik przebiegu sinusoidalnego w prostokatny, który to przetwornik jest polaczo¬ ny poprzez monostabilny multiwibrator z liczni¬ kiem dwójkowym polaczonym takze z generato¬ rem kwarcowym. Wyjscia licznika dwójkowego sa polaczone z komparatorem porównywujacym sta¬ ny tych wyjsc ze stanami zadanymi, zas wyjscie tego komparatora jest polaczone z ukladem wyj¬ sciowym.Czestotliwosc wejsciowa zamieniona w przebieg prostokatny wyzwala monostabilny multiwibrator, dajacy krótkie impulsy zerujace licznik o czasie powtarzania równym okresowi czestotliwosci mie¬ rzonej.Miedzy kolejnymi impulsami zerujacymi, licznik 10 15 25 zlicza impulsy o wzorcowej czestotliwosci genero¬ wane przez kwarcowy generator. Stany wyjsc licznika porównuje sie za pomoca bloku porówna¬ nia ze stanem odpowiadajacym nastawionej cze¬ stotliwosci zadzialania. Jesli w czasie zliczania (równym okresowi mierzonej czestotliwosci) sta¬ ny wyjsc licznika zrównaja sie ze stanem odpo¬ wiadajacym nastawionej czestotliwosci zadziala¬ nia, oznacza to, ze czestotliwosc mierzona jest mniejsza lub równa ..czestotliwosci nastawionej. Na wyjsciu bloku porównujacego pojawia sie krótki impuls, który uruchamia blok wyjsciowy.Znany jest równiez z przytoczonego na wstepie katalogu uklad do pomiaru czestotliwosci, zaopa¬ trzony na wejsciu w obwód rezonansowy polaczo¬ ny poprzez uklad formujacy impulsy z blokiem realizujacym funkcje sumy logicznej, polaczonym dalej z ukladem calkujacym, a ten z kolei z blo¬ kiem wyjsciowym. Sposób pomiaru czestotliwosci polega na porównaniu przesuniecia fazowego mie¬ dzy pradem i napieciem, które uzyskuje sie w ob¬ wodzie rezonansowym.Im czestotliwosc mierzona rózni sie bardziej od czestotliwosci rezonansowej obwodu, przesuniecie to jest wieksze. Po odpowiednim uformowaniu napiecia i pradu w ukladzie formujacym i poda¬ niu na blok sumy logicznej, na jego wyjsciu poja¬ wiaja sie impulsy o szerokosci odpowiadajacej przesunieciu fazowemu miedzy pradem a napie- 111 502i 111 502 4 ciem, a wiec proporcjonalnej do zmiany czestotli¬ wosci mierzonej.Impulsy te podaje sie na blok calkujacy, gdzie otrzymuje sie przebieg o amplitudzie proporcjo¬ nalnej do szerokosci tych impulsów. Jezeli ampli¬ tuda ta przekroczy amplitude nastawiona (odpo¬ wiadajaca czestotliwosci zadzialania) zostaje po¬ budzona blok wyjsciowy.Znany jest takze z polskiego opisu patentowe¬ go nr 64142 komparator impulsów elektrycznych, który przed urzadzeniem elektronicznym zlicza¬ jacym ma wlaczony wyzwalany generator impul¬ sów, do. którego sa doprowadzone impulsy toru wzoircowego w przedziale czasu ograniczonym im¬ pulsami wyjsciowymi programowanych dzielników czestotliwosci obu torów — wzorcowego- i bada¬ nego.Istota sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze w czasie pomiaru czestotliwosci wzorco¬ we impulsy i mierzone impulsy o czasie trwania równym okresowi mierzonej czestotliwosci podaje sie na~ komparator, na którego wyjsciu uzyskuje aie impulsy o czasie trwania równym róznicy cza¬ sów trwania impulsów wzorcowych i mierzonych tylko w przypadku, gdy czas trwania impulsu mie¬ rzonego' jest wiekszy od czasu trwania impulsu wzorcowego, czyli gdy czestotliwosc sieci jest mniejsza od czestotliwosci znamionowej.Kolejno otrzymywanymi impulsami wyzwala siev monostabilny przerzutnik generujacy impulsy o scisle okreslonym i nastawialnym czasie trwania i dalej impulsy te porównuje sie z impulsami wy¬ zwalajacymi przerzutnik przy pomocy pomocni¬ czego komparatora tak, ze na jego wyjsciu uzy¬ skuje sie sygnal logicznej jedynki tylko wtedy, gdy czas trwania impulsów wyzwalajacych prze¬ rzutnik monostabilny jest równy lub wiekszy od czasu trwania impulsów nastawionych.W innym wariancie sposobu, w czasie pomiaru czestotliwosci impulsy wzorcowe i impulsy mie¬ rzone -podaje sie na komparator, zas na jego wyj¬ sciu uzyskuje sie impulsy o czasie trwania rów¬ nym róznicy czasów trwania impulsów wzorco¬ wych i mierzonych tylko w przypadku, gdy im¬ pulsy mierzone sa krótsze od impulsów wzorco¬ wych czyli gdy czestotliwosc sieci jest wieksza od czestotliwosci znamionowej.W ukladzie pomiarowym realizujacym sposób, komparator jednym wejsciem jest polaczony z kwarcowym wzorcem okresu, a drugim z dziel¬ nikiem czestotliwosci dzielacym przez dwa, zas wyjsciem wspomniany komparator jest polaczony z wejsciem monostabilnego przerzutnika o nasta¬ wialnym czasie trwania impulsu oraz z jednym wejsciem pomocniczego, a zarazem wyjsciowego komparatora. Wyjscie przerzutnika jest polaczone z drugim wejsciem pomocniczego komparatora. W odniesieniu do znanego stanu techniki, zastoso¬ wanie kwarcowego wzorca okresu ma ten korzyst¬ ny skutek, ze wielokrotnie zmniejsza blad pomia¬ ru w stosunku do rozwiazan opartych na metodzie calkowania okresu czestotliwosci mierzonej.Przedmiot wynalazku charakteryzuje sie szcze¬ gólnie duza dokladnoscia pomiaru zblizona do wartosci uzyskiwanych w skomplikowanych w bu¬ dowie i nastawieniu ukladów wykorzystujacych sposób zliczania impulsów wzorcowego generatora w czasie okresu czestotliwosci mierzonej. Doklad- 5 nosc te uzyskuje sie dzieki obróbce impulsów o czasie v trwania równym róznicy okresów mierzo¬ nych i wzorcowych o bardzo duzej dokladnosci, zas sposób nastawienia czestotliwosci zadzialania jest prosty i sprowadza sie do nastawienia czasu 10 trwania impulsu monostabilnego przerzutnika.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym schemat blokowy elektronicznego ukladu realizu¬ jacego sposób.Sposób pomiaru czestotliwosci zwlaszcza do prze¬ kazników czestotliwosciowych jest oparty na cy¬ frowym pomiarze czestotliwosci, zwiazanym z me¬ toda porównywania czestotliwosci mierzonej z czestotliwoscia wzorcowa. Metoda ta zmienia sie w blokach 1 i 2 czestotliwosc wyjsciowa na im¬ pulsy prostokatne Ts, o czasie trwania równym okresowi czestotliwosci mierzonej, które swoimi narastajacymi zboczami wyzwalaja kwarcowy wzorzec okresu 3, a na jego wyjsciu pojawiaja sie impulsy o wzorcowym czasie trwania Tn.W czasie pomiaru czestotliwosci impulsy wzor¬ cowe Tn i impulsy mierzone Ts podaje sie na komparator 4, na wyjsciu którego uzyskuje sie impulsy o czasie trwania równym róznicy czasów 30 trwania impulsów Tn i Ts tylko w przypadku gdy Ts jest wiekszy od Tn, czyli gdy czestotliwosc sieci fs jest mniejsza od czestotliwosci znamiono¬ wej fn. 35 Kolejno zas otrzymanymi impulsami wyzwala sie monostabilny przerzutnik 5 generujacy impul¬ sy o scisle okreslanym i nastawialnym czasie trwania korzystnie 0,05 milisekundy i dalej impul¬ sy te porównuje sie z impulsami wyzwalajacymi 40 przerzutnik przy pomocy pomocniczego kompara¬ tora 6 tak, ze na jego wyjsciu uzyskuje sie sygnal logicznej jedynki tylko wtedy, gdy czas trwania róznicy czasów trwania Tn i Ts jest równy lub wiekszy od czasu trwania impulsów narstawio- 45 nych- W innym wariancie sposobu, w czasie pomiaru czestotliwosci wzorcowe impulsy Tn i impulsy mierzone Ts podaje sie na komparator 4, na któ¬ rego wyjsciu uzyskuje sie impulsy o czasie trwa- 90 nia równym róznicy czasów trwania impulsów wzorcowych i mierzonych tylko w przypadku gdy impulsy mierzone sa krótsze od impulsów wzorco¬ wych, czyli gdy czestotliwosc sieci jest wieksza od czestotliwosci znamionowej fn. 55 Elektroniczny uklad do pomiaru czestotliwosci, zwlaszcza do przekazników czestotliwosciowych, zawiera na wejsciu przetwornik 1 przebiegu sinu¬ soidalnego w przebieg o ksztalcie prostokatnym, przy czym przetwornik ten jest polaczony z dziel¬ no nikiem 2 czestotliwosci dzielacym przez dwa, któ¬ rego wyjscie jest polaczone z kwarcowym wzor¬ cem okresu 3.Z kolei komparator 4 jednym wejsciem jest po¬ laczony z kwarcowym wzorcem okresu 3, a dru- m gim z dzielnikiem 2 czestotliwosci dzielacym przez111 502 6 dwa, zas wyjsciem wspomniany komparator 4 jest polaczony z wejsciem monostabilnego prze- rzutnika 5 o nastawialnym czasie trwania impul¬ su oraz z jednym wejsciem pomocniczego i zara¬ zem wyjsciowego komparatora 6, natomiast wyj¬ scie przerzutnika 5 jest polaczone z drugim wej¬ sciem pomocniczego komparatora 6.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru czestotliwosci, zwlaszcza do przekazników czestotliwosciowych, w którym na¬ stepuje porównywanie czestotliwosci mierzonej z czestotliwoscia wzorcowa, a czestotliwosc wejscio¬ wa zmienia sie na impulsy prostokatne o czasie trwania równym okresowi czestotliwosci mierzo¬ nej, które to impulsy swoimi narastajacymi zbo¬ czami wyzwalaja kwarcowy wzorzec okresu, a na jego wyjsciu pojawiaja sie impulsy o wzorcowym czasie trwania, znamienny tym, ze w czasie po¬ miaru czestotliwosci, wzorcowe impulsy o czasie trwania .Tn i mierzone impulsy o czasie trwania Ts podaje sie na komparator (4), na wyjsciu któ¬ rego uzyskuje sie impulsy o czasie trwania rów¬ nym róznicy czasów trwania Tn i Ts tylko w przypadku, gdy Ts Tn, czyli gdy czestotliwosc sieci fs jest mniejsza od czestotliwosci znamiono¬ wej fn i nastepnie tak otrzymanymi impulsami wyzwala sie monostabilny przerzutnik (5) generu¬ jacy impulsy o scisle okreslonym i nastawialnym czasie trwania, korzystnie 0,05 milisekundy i da¬ lej impulsy te porównuje sie z impulsami wy¬ zwalajacymi przerzutnik przy pomocy pomocnicze¬ go komparatora (6) tak, ze na jego wyjsciu uzy¬ skuje sie sygnal logicznej jedynki tylko wtedy, gtiy czas trwania róznicy czasów trwania Ts i Tn jest równy lub wiekszy od czasu trwania impulsu na¬ stawionego. 2. Sposób pomiaru czestotliwosci, zwlaszcza do przekazników czestotliwosciowych, w którym na¬ stepuje porównywanie czestotliwosci mierzonej z czestotliwoscia wzorcowa, a czestotliwosc wejscio- 10 25 30 35 Uo wa zmienia sie na impulsy prostokatne o czasie trwania równym okresowi czestotliwosci mierzo¬ nej, które to impulsy swoimi narastajacymi zbo¬ czami wyzwalaja kwarcowy wzorzec okresu, a na jego wyjsciu pojawiaja sie impulsy o wzorcowym czasie trwania, znamienny tym, ze w czasie po¬ miaru czestotliwosci, wzorcowe impulsy o czasie trwania Tn i mierzone impulsy o czasie trwania Ts podaje sie na komparator (4), na wyjsciu któ¬ rego uzyskuje sie impulsy o czasie trwania rów¬ nym róznicy czasów trwania Tn i Ts tylko w przypadku, gdy Ts < Tn, czyli gdy czestotliwosc sieci fs jest wieksza od czestotliwosci znamiono¬ wej fn i nastepnie tak otrzymanymi impulsami wyzwala sie monostabilny przerzutnik (5). gene¬ rujacy impulsy o scisle okreslonym i nastawial¬ nym czasie trwania, korzystnie 0,05 milisekundy i dalej impulsy te porównuje sie z impulsami wy¬ zwalajacymi przerzutnik przy pomocy pomocni¬ czego komparatora (6) tak, ze na jego wyjsciu u- zyskuje sie sygnal logicznej jedynki tylko wtedy, gdy czas trwania róznicy czasów trwania Tn i Ts jest równy lub wiekszy od czasu trwania impul¬ su nastawionego. 3. Uklad do pomiaru czestotliwosci, zwlaszcza do przekazników czestotliwosciowych, zaopatrzony na wejsciu w przetwornik przebiegu sinusoidalne¬ go w przebieg o ksztalcie prostokatnym, przy czym przetwornik ten jest polaczony z dzielnikiem cze¬ stotliwosci dzielacym przez dwa, którego wyjscie jest polaczone z kwarcowym wzorcem okresu, zna¬ mienny tym, ze komparator (4) jednym wejsciem jest polaczony z kwarcowym wzorcem okresu (3), a drugim z dzielnikiem czestotliwosci (2) dziela¬ cym przez dwa, zas wyjsciem wspomniany kompa¬ rator (4) jest polaczony z wejsciami monostabil¬ nego przerzutnika (5) o nastawialnym czasie trwa¬ nia impulsu oraz z jednym wejsciem pomocnicze¬ go i zarazem wyjsciowego komparatora (6), pod¬ czas gdy wyjscie wspomnianego przerzutnika (5) jest polaczone z drugim wejsciem pomocniczego komparatora (6). , o'8 1 2 Ts 3 < Tn 4 5 e PL