SU930149A1

SU930149A1 - Устройство дл контрол отклонений и колебаний частоты

Info

Publication number: SU930149A1
Application number: SU802951561A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Памфилович Гапченко; Евгений Евграфович Привалов; Анатолий Владимирович Кравцов; Валентина Васильевна Халимонова
Original assignee: Харьковское Высшее Военное Командное Училище Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И.
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-05-23

Description

Изобретение относится к электроизмерению в энергетике.

Известно устройство для измерения отклонений частоты, содержащее схему И, триггеры, формирователи импульсов, линию задержки, схему ИЛИ, генератор эталонных импульсов, счетчик, схему индикации [1].

Однако данное устройство не позволяет измерять колебания частоты и работает при априорной известности номинальной частоты исследуемого сигнала .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерений отклонения частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вход формирователя импульсов подключен к входной шине t2).

Однако известное устройства не позволяет непрерывно измерять колебания частоты, имеет низкое быстродействие, обусловленное двумя циклами измерения исследуемого сигнала.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство контроля отклонений и колебаний частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вход формирователя импуль- . сов подключен к входной шине, введены умножитель частоты, блок управления, блок переноса кода, блоки выделения максимальных и минимальных Кодов, реверсивный счетчик и цифровой логометр, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом •первый вход цифрового логометра под3 930149 4 соединен к выходу блока переноса кода, второй вход - к выходу второго суммирующего счетчика/ третий вход к выходу реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу _sблока выделения максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделения минимальных кодов, первый вход которого присоединен к выходу первого суммирующего счетчика, к второму вхо- to ду блока переноса кода, к первому входу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к четвертому входу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока выделения максимальных кодов, второй выход - с первым входом блока переноса кода, первый выход с вторым входом элемента И, а вход - с выходом формирователя импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножителя частоты, вход которого подсоединен к входной шине.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. 25

Устройство содержит умножитель 1 частоты, формирователь 2 импульсов, элемент 3 И, суммирующий счетчик 4, блок 5 переноса кода, суммирующий счетчик 6, реверсный счетчик 7, бло- ₃₀ки 8 и 9 выделения максимальных и минимальных кодов, цифровой логометр

10, блок 11 управления, блок 12 индикации.

В устройстве используется метод _3Jавтоматического измерения мгновенных значений исследуемого сигнала в η точках периода измерения Тр, который основан на умножении исследуемой частоты в К раз умножителем частоты, сравнении исследуемого сигнала с эталонным и вычислении по этим данным отклонений и колебаний частоты.

Устройство работает в трех режимах: режиме самоконтроля, измерения отклонений и измерения колебаний час- ⁴⁵тоты.

Рассмотрим работу устройства в первом режиме.

Исследуемое напряжение U _х = U_Hс частотой fy; поступает на входы ум- ⁵⁰ножителя 1 частоты ив формирователь 2 импульсов. Формирователь 2 импульсов формирует импульсы при переходе исследуемого сигнала через нулевые значения, которые подаются на блок ⁵⁵

11, куда поступают также импульсы с выхода умножителя 2, Блок 11 управления открывает элемент И 3 на время Tq. и на суммирующий счетчик 4 поступают исследуемые коды. За время измерения в суммирующем счетчике 4 происходит суммирование импульсов, пропорциональных номинальной частоте исследуемого сигнала. Данный код с суммирующего счетчика И через блок 5 переноса кода поступает 8 цифровой логометр 10 и регистрируется в нем. Одновременно в суммирующем счетчике 6, блоках 8 и 9, реверсивном счетчике 7 и цифровом логометре 10 определяются отклонения и колебания частоты f_н, которые должны быть равны нулю.

При работе устройства в режиме 2 (измерения отклонений частоты) контролируемое напряжение U_x поступает на вход умножителя 1 , где осуществляется умножение частоты в К раз, а также на вход формирователя 2, вырабатывающего импульс начала периода V_x, с приходом которого блок 11 управления открывает элемент И. Формирователь 2 осуществляет также формирование импульсов V* в моменты перехода напряжения умножаемой частоты через нулевые значения. Умноженная частота ίχ· К поступает на вход суммирующего счетчика 6. Элемент И 3 открывается на время Т^, которое выбирается из условия, чтобы за это время на вход суммирующего счетчика 6 проходило 1000 импульсов умноженной номинальной частоты (емкость счетчика выбрана равной 1000). Все переполнения и непереполнения суммирующего счетчика 6 фиксируются в двух регистрах цифрового логометра 10 как количество импульсов, пропорциональное увеличению или уменьшению контролируемой частоты по сравнению с номинальной за время измерения Т_о. В логометре 10 осуществляется операция деления кодов, пропорциональных увеличению или уменьшению контролируемого сигнала, на код номинального значения частоты,.предварительно записанный 8 лчейках логометра 10. После, чего в блоке 12 фиксируется отклонение частоты исследуемого напряжения от номинальной, равное

4f = -£*; ^fH- · 100% , (1)

При работе устройства в режиме измерения колебаний частоты контролируемое напряжение. U_x поступает на входы умножителя 1 частоты и формирователя 2, который вырабатывает им5 пульс начала периода измерения V_x. Блок 11 по приходу импульса V_x открывает логический элемент 3 И.

Умноженная частота ί_χ К через элемент И 3 поступает на вход суммирующего счетчика 4.

За время измерения Тр в блоках 8 и 9 происходит выделение максимального N-_mcrx и минимального Nim-in кодов, пропорциональных максимальным и минимальным значениям частоты исследуемого сигнала. По командам с блока 1 1 коды N_in)cb< и из блоков 8 и 9 поочередно поступают в реверсивный счетчик 7 на вычитание в соответствии с выражением ^^лтс*хп win (3)

С выхода суммирующего счетчика 7 код согласно формуле (2 ) поступает на вход логометра 10, в котором происходит деление кодов в соответствии с выражением ₌ ~ ._100% .

Данный код фиксируется затем в блоке 12 как величина колебаний частоты исследуемого напряжения.

Точность измерения значений отклонений и колебаний частоты зависит от погрешности умножения частоты. Применение в умножителе частоты кварцевого генератора позволяет сократить суммарную погрешность устройства до 0,01%.

Время измерения контролируемых величин равно Т_о и не превышает периода исследуемого напряжения.

два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого.и второго-суммирующих 5 счетчиков, а вход формирователя подключен к входной шине, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональнык возможностей и повышения быстродействия, в 10 него введены умножитель частоты, блок управления,' блок переноса кода, блоки выделения максимальных и минимальных кодов, реверсивный счетчик’ и цифровой логометр, выход которого 15 подключен к входу блока индикации, при этом первый вход цифрового логометра соединен с выходом блока переноса кода, второй вход - с выходом второго суммирующего счетчика, третий 20 вход - с выходом реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу блока выделения максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделения минимальных кодов, 25 первый вход которого присоединен к выходу первого суммирующего счетчика, к второму входу блока переноса кода, к первому входу блока выделения максимальных кодов, а второй вход 30 к четвертому входу блока управления, третий выход которого соединен с вторым входом блока выделения максимальных кодов, второй выход - с первым входом блока переноса кода, первый 35 выход - с вторым входом элемента И, а вход - с выходом формирователя импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножителя частоты, вход которого подсоединен к входной ₄₀ шине.

* Источники информации,

Claims

Изобретение относитс к электроизмереиию в энергетике Известно устройство дл измерени отклонений частоты, содержащее схему И, триггеры, формирователи импульсов линию задержки, схему ИЛИ, генератор эталонных импульсов, счетчик, схему индикации tn. Однако данное устройство не позвол ет измер ть колебани частоты и работает при априорной известности номинальной частоты исследуемого сигнала . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл измерений отклонени частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирова тель импульсов и элемент И, выход ко торого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков, а вхо формировател импульсов подключен к входной шине l2l. Однако известное устройства не позвол ет непрерывно измер ть колебани частоты, имеет низкое быстродействие , обусловленное двум циклами измерени исследуемого сигнала. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и повы- шение быстродействи устройства. Эта цель достигаетс тем, что в устройство контрол отклонений и колебаний частоты, содержащее два суммирующих счетчика, блок индикации, формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого и второго суммирующих счетчиков , а вход формировател импуль- . сов подключен к входной шине, введены умножитель частоты, блок управлени , блок переноса кода, блоки выделени максимальных и минимальных Кодов, реверсивный счетчик и цифровой логометр, выход которого подключен к входу блока индика дии, при этом первый вход цифрового логометра подсоединен к выходу блока переноса кода t второй вход - к выходу второго суммирующего счетчика, третий вход к выходу реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу блока выделени максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделени минимальных кодов, первый вход которого присоединен к выходу первог суммирующего счетчика, к второму вхо ду блока переноса кода, к первому входу блока выделени максимальных кодов, а второй вход - к четвертому входу блока управлени , третий выход которого соединен с вторым входом блока выделени максимальных кодов, второй - с первым входом блока переноса кода, первый выход с вторым входом элемента И, а вход - с выходо формировател импульсов, первый вход элемента И подключен к выходу умножи тел частоты, вход которого подсоеди нен к входной шине. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит умножитель 1 частоты, формирователь 2 импульсов, элемент 3 И, суммирующий счетчик , блок 5 переноса кода, суммирующий счетчик 6, реверсный счетчик 7, блоки 8 и 9 выделени максимальных и ми нимальных кодов, цифровой логометр 10,блок 11 управлени , блок 12 индикации . В устройстве используетс метод автоматического измерени мгновенных значений исследуемого сигнала в п .точках периода измерени TO, который основан на умножении исследуемой час тоты в К раз умножителем .частоты, сравнении исследуемого сигнала с эта лонным и вычислении по этим данным отклонений и колебаний частоты. Устройство работает в трех режимах: режиме самоконтрол , измерени отклонений и измерени колебаний час тоты. Рассмотрим работу устройства в первом режиме. Исследуемое напр жение U ; U., с частотой f поступает на входы умножител 1 частоты ив формирователь 2 импульсов. Формирователь 2 импульсов формирует импульсы при переходе исследуемого сигнала через нулевые значени , которые подаютс на блок 11,куда поступают также импульсы с выхода умножител 2. Блок II управлени открывает элемент И 3 на 9 врем TO. и на суммирующий счетчик 4 поступают исследуемые коды. За врем измерени в суммирующем счетчике k происходит суммирование импульсов, пропорциональных номинальной частоте исследуемого сигнала. Данный код с суммирующего счетчика И через блок 5 переноса кода поступает в цифровой логометр 10 и регистрируетс в нем. Одновременно в суммирующем счетчике 6, блоках 8 и 9, реверсивном счетчике 7 и цифровом логометре 10 определ ютс отклонени и колебани частоты f, которые должны быть равны нулю. При работе устройства в режиме 2 (измерени отклонений частоты) контролируемое напр жение U;( поступает на вход умножител 1, где осуществл етс умножение частоты в К раз, а также на вход формировател 2, вырабатывающего импульс начала периода Уд, с приходом которого блок 11 управлени открывает элемент И. Формирователь 2 осуществл ет также формирование импульсов УХ в моменты перехода напр жени умножаемой частоты через нулевые значени . Умноженна частота fx К поступает на вход суммирующего счетчика 6. Элемент И 3 открываетс на врем Т, которое выбираетс из услови , чтобы за это врем на вход суммирующего счетчика 6 проходило 1000 импульсов умножейной номинальной частоты (емкость счетчика выбрана равной 1000). Все переполнени и непереполнени суммирующего счетчика 6 фиксируютс в двух регистрах цифрового логометра 10 как количество импульсов, пропорциональное увеличению или уменьшению контролируемой частоты по сравнению с номинальной за врем измерени Т. В логометре 10 осуществл етс операци делени кодов, пропорциональных увеличению или уменьшению контролируемого сигнала, на код номинального значени частоты,.предварительно записанный в чейках логометра 10. После , чего в блоке 12 фиксируетс отклонение частоты исследуемого напр жени от номинальной, равное fx - fn При работе устройства в режиме измерени колебаний частоты контролируемое напр жение. Ux поступает на входы умножител 1 частоты и формировател 2, который вырабатывает импульс начала периода измерени V. Блок 11 по приходу импульса V от.кры вает логический элемент 3 И. Умноженна частота f К через элемент И 3 поступает на вход сумМйрующего счетчика Ц. За врем измерени Тр в блоках 8 и 9 происходит выделение максимального и минимального «Э дов, пропорциональных максимальным и минимальным значени м частоты исследуемого сигнала. По командам с блока 11 коды N, и из блоков 8 и 9 поочередно поступают в реверсивный счетчик 7 на вычитание в соответствии с выражением .,icH.i«.la) t с тс1У min С выхода суммирующего счетчика 7 код согласно формуле С 2 ) поступает на вход логометра 10, в котором происходит деление кодов в соответствии с выражением гг7с х - ftn-in Данный код фиксируетс затем в блоке 12 как величина колебаний частоты исследуемого напр жени . Точность измерени значений отклонений и колебаний частоты зависит от погрешности умножени частоты Применение в умножителе частоты квар цевого генератора позвол ет сократить суммарную погрешность устройст . ва до 0,01%. Врем измерени контролируемых величин равно TO и не превышает периода исследуемого напр жени . Формула изобретени Устройство дл контрол отклонений и колебаний частоты, содержащее Э 9« два суммирующих счетчика, блок индикации , формирователь импульсов и элемент И, выход которого подключен к входам первого.и второго-суммирую(чих счетчиков, а вход формировател подключен к входной шине, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональный возможное тей и повышени быстродействи , в него введены умножитель частоты, блок управлени ,- блок переноса кода, блоки выделени максимальных и хинимапьных кодов, реверсивный счетчик и цифровой логометр, выход которого подключен к входу блока индикации, при этом первый вход цифрового логометра соединен с выходом блока переноса кода, второй вход - с выходом второго суммирующего счетчика, третий вход - с выходе реверсивного счетчика , первый вход которого подключен к выходу блока выделени максимальных кодов, а второй вход - к выходу блока выделени минимальных кодов, первый вход которого присоединен к выходу первого суммирующего счетчика , к второму входу блока переноса кода, к первому входу блока выделени максимальных кодов, а второй вход к четвертому входу блока управлени , третий выход которого соединен с вторым входом блока выделени максимальных кодов, второй выход - с первым входом блока переноса кода, первый выход - с вторым входом элемента И, а вход - с выходом формировател импульсов , первый вход элемента И подключен к выходу умножител частоты, вход которого подсоединен к входной шине. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторскоесвидетельство СССР № i 68l80, кл. G01 R 23/10, 1973.
2. Авторскоесвидетельство СССР :№ , кл. G01 R 23/00, 1976.

1

Г11

(o

c