Устройство для измерения эффективного значения напряжения переменного тока

Устройство для измерения эффективного значения напряжения переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт.св. 938173 отличающееся тем, что, с целью расширения амплитудного диапазона измеряеьшх сигналов, в него введены источник переменного напряжения; с переключаемыми уровнями напряжения и фильтр, причем выход указанного источника соединен с третьим входом входного усилителя, ,а фильтр включен между выходом вход; ного усилителя и входом дополнительного блока памяти.

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГВБЛИН

3(50 G 01 R 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ЪСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (б 1 ) Л 3817.3) (21 ):б28656/18-21 (22) 27.07.81 (46) 23.11.83. Вюл. 9 43 (72) lO.Н.Максимов (53) 621.317.7(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 938173, кл. G 01 R 19/02, 1979 . (54)(57) УС РОйС1ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт.св. Р 93817$

„.,SU„„6062 А о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения амплитудного диапазона измеряемых сигналов, в него введены источник переменного напряжения,с переключаемыми уровнями напряжения и фильтр, причем выход укаэанного источника соединен с третьим входом входного усилителя, а фильтр включен между выходом входного усилителя и входом дополнительного блока памяти.

1056062

Изобретение относится к электроиэ.мерительной технике и предназначено для использования в.системах автоматического контроля электрических параметров радиоэлектронного оборудования. 5

Известно устройство для измерения эффективного значения напряжения. переменного тока, содержащее последовательно включенные ключ, входной усилитель, мостовой термопреобра- 10 зователь и усилитель разбаланса, выход которого соединен с вторым входом входного усилителя, основной блока памяти, сигнальный вход которого подключен к выходу усили- f5 теля раэбаланса, дополнительный блок памяти, вход которого соединен с выходом входного усилителя, пер-. вый блок вычитания, входы которого подключены к выходам основного блока памяти и усилителя разбаланса, второй блок вычитания, входы которого соединены с вынодами дополнительного блока памяти и первого блока вычитания, блок умножения, 25 входы которого подключены к выходам обоих блоков вычитания, корнеиэвлекающнй блок, вход которого соединен с выходом блока умножения, а выходс сигнальным входом индикатора, и блок синхронизации, выходы которого подключены к управляющим входам ключа, основного и дополнительного блоков памяти и индикатора (1).

Недостатки устройства связаны с:тем, что с изменением уровня 35 входного сигнала изменяются чувствительность и, главное, точность измерения. Для.соблкдейия требуемой точности при изменении входного сигнала в широких пределах прихо- 4Q дится изменять коэффициент усиления входного уислителя путем переключе ния резисторов в цепи его обратной связи. Это, в свою очередь, выэы вает другие дополнительные погреш- 45 ности измерения, например частотную, обусловленную увеличением параэитных емкостей за счет наращивания числа резисторов обратной свя-. зи и ввода переключателя.

Целью изобретения является расшире ; ние амплитудного диапазона измеряемых сигналов при сохранении требуемой точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последо-.55 вательно включенные ключ, входной усилитель, мостовой термопреобраэова" тель и усилитель разбаланса, выход которого соединен с вторым входом входного усилителя, основной блок па- 60 мяти, сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя раэбаланса, дополнительный блок памяти, вход которого соединен с выходом входного усилителя, первый блок вы- 65 читания, входы которого подключены к выходам основного блока памяти и услителя раэбаланса, второй блок вычитания, входы которого соединены с выходами дополнительного блока памяти и первого блока вычитания, блок умножения, входы которого подключены к выходам обоих блоков вычитания, корнеизвлекаюший блок, вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход — с сигнальным входом индикатора, и блок синхронизации, выходы которого подключены к управляющим входам ключа, основного и дополнительного блоков памяти и индикатора, введены источник переменного напряжения с переключаемыми уровнями напряжения и .фильтр, при чем выход указанного источника соединен с третьим входом входного усилителя, а фильтр включен между. выходом входного усилителя и входом дополнительного блока памяти.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения эффективного значения напряжения переменного тока.

Устройство содержит последовательно включенные ключ 1, входной усилитель 2, мостовой термопреобразователь 3 и усилитель 4 разбаланса, выход которого соединен с вторым входом входного усилителя 2. В состав устройства входят также основной блок 5 памяти, сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя 4 разбаланаа, дополнительный блок б памяти, блок .7„вычитания, входы которого подключены к выходам основного блока 5 памяти и усилителя 4 разбаланса, блок 8 вычитания, входы которого соединены с выходами дополнительного блока б памяти и блока 7 вычитания, блок 9 умножения, входы которого подключены к выходам блоков 7 и 8 вычитания, корнеиэвлекающий блок 10, вход которого соединен с выходом блока 9 умножения, а выходс сигнальным входом индикатора 11, блок 12 синхронизации, выходы которого подйлючены к управляющим входам ключа 1, основного блока 5 и дополнительного блока 6 памяти и индикатора 11, источник 13. переменного напряжения с переключаемыми уровнями напряжения и фильтр 14, включенный между выходом входного усилителя 2 и входом дополнительного блока 6 памяти.

Работа устройства происходит следующим образом

Входной усилитель 2, мостовой термспреобразователь 3 и усилитель 4 раэбаланса образуют замкнутое кольцо автоматического поддержания на входе термопреобраэователя 3 постоянной величины эффективного значения суммы сигналов: входного напряже1056062 ния 0 „, поступаниаего через ключ и усилитель 2, сигнала обратной связи в виде постоянного напряжения Оц, поступающего с выхода усилителя 4 разбаланса, и переменного напряжения U„,ïoñòóïàþùåãî через усилитель 2 от источника 13 переменного напряжения с переключаемыми уровнями напряжения. Постоянство эффективного значения суммы

Названных сигналов обусловлено тем

I что мост термопреобразователя 3, составленный из постоянных резисторов и термо- или фотореэисторов, оказывается, сбалансированным только при одной величйне термо- или фотосопротивления и, следовательно, при определенной мощности суммы сигналов, поступающих на термопреобразователь 3;

При балансе моста термопреобраэователя 3 имеет место соотношение Зфф зх 1 о ст З где Ug >4,4, — эФфективное значение напряжения на входе термопреобраэователя 3 (например, на лам. почке накаливания фотообразователя, К1 "2 КЗ. Коэффиц енты передачИ входного усилителя 2 по входам соответственно входного напря» жения, сигнала обратной связи и напряжения. от источника 13.

Разомкнууому состоянию ключа 1 соответствует некоторое напряжение

:постоянного тока U „ на выходе усилителя 4 раэбаланса. При этом

02 02 2+ 2 2 л.эфф ос1 "2+(ист З

При замкнутом состоянии ключа 1 на вход входного усилителя 2 посту-. пает измеряемое напряжение. В силу постоянства эффективного значения напряжения на входе термопреобраэователя 3, напряжение на выходе усилителя 4 разбаланса изменяется и принимает значение цн,При этом

Ц (/ (ц К2 ц2 2

2 2 2 2

Принимая во внимание, что Ц к

=Од (U †:постоянная составлякщая напряжения на входе термопреобразователя 3 при разомкнутом ключе 1)

+UOC 0661» 0 ОС2 H иэ (2 ) и Щ можно получить

ИХ "

Таким образом, величина измеряемого напряжения связана определенной зависимостью с начальным значением постоянной составляющей на

И величиной д 00 изменения постоянного напряжения в цепи обратной связи, Цикл работы устройства в общем случае состоит иэ двух тактов.

В первом такте блок 12 синхронизации подает команду на размыкание ключа 1, на запоминание постоянных

10 н апряжений U и U . Эти напряжения запоминаются блоками 6 и 5 памяти соответственно, причем напряжение U запоминается после прохождения его через. фильтр 14, наэначе15 ние которого заключается в выделении О,х из смеси Uz с усиленным сигналом источника 13. Во втором такте по команде блока 12 синхронизации -ключ 1 замыкается, на выходе усилителя 4 раэбаланса устанавливается напряжение U< 2. Блок 7 вычитания формирует сигнал, соответствующий разности напряжений Uä „- Uo, а блок 8 вычитания — сигнал, соответ25 ..28 ствующий К вЂ” (U,,- 0сс2).Далее сигналы блоков 7 и 8 вычитания перемножаются в блоке 9 умножения. Корне- ° извлекающий блок 10 обеспечивает

30 получение сигнала, пропорционального квадратному корню из выходного сигнала блока 9 умножения. Поступающий на индикатор 11 сигнал соответствует эффективному значению входно35 го переменного напряжения.

Из выражений (2 ) и (4 j следует, что для определения искомого э ффе ктивного значений U входного сигна40 ла знания величины йапряжения ист источника 13 не требуется. Величина постоянной составляющей U д и иэмененне апряжения: au обратной связи зависят от величины напряже45 ниЯ 1иСт истОчника 1 3 . ЭТО ПРОисхОдит потому, что усиленное входным усилителем 2 напряжение источника 13 в дополнение к напряжению цепи обратной связи подогревает нить нака5р аа лампы термопреобразователя 3.

J»

Так как рабочая точка по световому потоку постоянна, то уровень пос-. тоянной составляющей U при увеличении напряжения Ч„ источника 13 сни .жается, а в соответствии с выражением (41 значение аU0 увеличивается (при определенном значении вхоцного сигнала 1. Увеличение перемен. ного напряжения U„ источника 13

Ст приводит к увеличению aUос к уменьшению U е Этот файт полОжительнО влияет на увеличение точности устройства и дает воэможность осуществить расширение амплитуднОго диапазона измерения беэ модификаЦИи ВХОД65 ного усилителя 2.