Измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения

Измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕВЫПРЯМЛЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два интегрирующих RC-звена, вход каждого из которых через последовательно включенные индивидуальный входной ключ, однополупериодный вьтрямитель и выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, а выход зашунтирован индивидуальным разрядным ключом и подключен к входу того же согласующего блока и к одной из входных цепей селектора напряжения, отличающийся тем, что, с целью повьпиения быстродействия, в него введены полосовой фильтр, блок деления и блок умножения, причем вход полосового фильтра и один из входов блока деления соединены с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, другой вход блока (Л деления подключен к выходу полосового фильтра, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом селектора %: напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

0 ЮЛЮ

РЕСПУБЛИК аю 011

З1У1 С 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д

1» (21) 3569254/18-21 (22) 12.01.83 (46) 07.09.84. Вюл. У 33 (72) Ю.А. Громов и А,В. Тырышкин (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени

1политехническом институте ,им. С.М. Кирова (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Ф 2054120, кл. 21 D 12/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 732756, кл. С 01 R 19/02, 1975. (54) (57) H3MEPHTEJIbHblA IIPEOBPA308AТЕЛЬ СРЕДНЕВЪ|ПРЯМЛЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два интегрирующих RC-звена, вход каждого из которых через последовательно включенные индивидуальный входной

% ключ, однополупериодный выпрямитель и выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммами для подключения источника иэмеряемого напряжения, а выход зашунтирован индивидуальным разрядным ключом и подключен к входу того же согласующего блока и к одной из входных цепей селектора напряжения, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия, н. него введены полосовой фильтр, блок деления и блок умножения, причем вход полосового фильтра и один иэ входов блока деления соединены с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, другой вход блока деления подключен к выходу полосового фильтра, а выход — к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом селектора напряжения.

1112297

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации вольтметров, а также в компенсационньгх стабилизаторах напряжения в ка" честве датчика сигнала обратной связи.

Известен измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения, содержащий два интегрирующих RC-звена, вход каждого иэ которых через однополупериодный выпрямитель соединен с клеммами для подключения источника изме- . ряемого напряжения, а выход эашунтирован индивидуальным разрядным ключом и подключен к одной из входных цепей селектора напряжения $13 .

Недостаток устройства заключается 2р в низкой точности преобразования, поскольку при принятой схеме величина итогового напряжения на конденсаторах RC-звеньев отображает искомое средневыпрямленное значение измеря- 25 емого напряжения лишь весьма приближенно.

Наиболее близким к предлагаемому является измерительный преобразователь средневыпрямленного значения пе-Зр ременного напряжения, содержащий два интегрирующих RC-звена, вход каждого из которых через последовательно включенные индивидуальный входной ключ, однополупериодный выпрямитель и выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, а выход зашунтирован разрядным ключом и подключен к входу 4р того же согласующего блока и к одной из входных цепей селектора напряжения (2J .

Недостаток известного устройства проявляется в низком быстродействии, 45 ограниченном прежде всего частотой измеряемого напряжения. При практическом применении известного преоб- . разователя не обеспечивается возможность получения информации о средневыпрямленном значении напряжения в каждый момент времени.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, 5 что в измерительный преобразователь средневыпрямленного значения переменного напряжения, содержащий два интегрирующих RC-звена, вход каждого из которых через последовательно включенные индивидуальный входной ключ, однополупериодный выпрямитель и выходную цепь соответствующего согласующего блока соединен с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, а выход зашунтирован индивидуальным разрядным ключом и подключен к входу того же блока согласования и к одной из входных цепей селектора напряжения, введены полосовой фильтр, блок деления и блок умножения, причем вход полосового фильтра и один иэ входов блока деления соединены с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения, другой вход блока деления подключен к выходу полосового фильтра, а выход— к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом селектора напряжения °

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерительного преобразователя средневыпрямленного значения переменного напряжения; на фиг. 2— временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его принцип .действия, причем индексы при напряжениях соответствуют цифровым позициям блоков на фиг. 1.

Устройство содержит два интегрирующих RC-звена, выполненных на резисторах 1 и 2 (фиг. 1) и конденсаторах 3 и 4, входные. ключи 5 и 6, однополупериодные выпрямители 7 и 8, согласующие блоки 9 и 10, разрядные ключи 11 и 12, селектор 13 напряжения, полосовой фильтр 14, блок 15 деления и блок 16 умножения, Позициями 17, 18 на схеме обозначены клеммы для получения источника измеряемого напряжения. Вход интегрирующего

RC-звена 1, 3 соединен с клеммами

17, 1.8 через последовательно включенные входной ключ 5, однополупериодный выпрямитель 7 и выходную цепь согласующего блока 9, а вход интегри- рующего RC-звена 2,4 — через последовательно включенные входной ключ 6, однополупериодный выпрямитель 8 и выходную цепь согласующего блока. 10.

Выход интегрирующего RC-звена 1, 3 зашунтирован разрядным ключом 11 и подключен к входу согласующего блока 9 и к первой входной цепи селектора 13 напряжения. Выход интегрирующего RC-звена 2, 4 зашунтирован разрядным ключом 12 и подключен к входу (n+ s )1

1 з- ) п7

45 где Т вЂ” период измеряемого напряжения

ПИ м 9 п — номер произвольного периода; л — постоянная .времени RC-звена, через селектор 13 напряжения проходит на блок 16 умножения. В конце периода напряжение на конденсаторе 3 обнуляется разрядным ключом 11 и процесс повторяется. Второе RC-звено работает 55 аналогично. На конденсаторе 4 формируется напряжение (фиг. 2 6 ) со сдвиroM во времени на полупериоде измеря3 1112 согласующего блока 10 и к второй входной цепи селектора 13 напряжения. Вход полосового фильтра 14 и один из входов блока 15 деления соединены с клеммами 17 и 18, другой вход блока 15 деления подключен к выходу полосового фильтра 14, а выход — к первому входу блока 16 умножения, второй вход которого соединен с выходом селектора 13 напряжения. 10

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение U>> (фиг.2p) определяемое выражением

0и м = 1 Ф Ц „Ы и И ., где f(t) — произвольно изменяющаяся во времени возмущающая функция, через выпрямители 7 и 8, исключающие инверсную проводимость входных ключей 5 и

6, и через согласующие блоки 9 и 10 поступает на RC-звенья 1, 3 и 2, 4.

Ключи 5 и 6 замыкаются на время одного полупериода, -причем один из ключей, например 5, замыкается в четные полупериоды измеряемого напряжения

Ug <, а другой ключ, например 6, в нечетные, При замыкании ключа 5 конденсатор 3 первого из RC-звеньев начинает заряжаться. Ввиду того, что согласующий блок 9 имеет большое входное и малое выходное сопротивления, напряжение на его выходе повторяетнапряжение на конденсаторе 3 и суммируется с измеряемь|м напряжением

U M . По окончании полупериода ключ

5 размыкается, а конденсатор 3 оста- ется заряженным в течение следующего полупериода. При этом величина напряжения U3 (фиг. 2 Е ) на конденсаторе

3, определяемая выражением

297 4 емого напряжения U > . Таким образом, на выходе селектора 13 формируется идеально сглаженное напряжение

U (фиг. 2 ), величина которого

1з пропорциональна среднему .значению напряжения U <>> .

Полосовой фильтр 14, выполненный, например, в виде резонансного контура, включенного последовательно с резистором, выделяет из измеряемого напряжения U >> первую гармонику к

csin et (фиг. 2 g ), где К вЂ” коэффициент передачи фильтра 14 на частоте первой гармоники. Блок 15 деления осуществляет операцию деления напряжения U » на выделенную первую гармонику. Йа выходе блока 15 деления вырабатывается сигнал П (фиг. 2 8 ), пропорциональный возмущающей функции

1 И > 0 гп 5 и я Ъ К (Я (б

К0,,51п 43 t

Блок 16 умножения производит операцию перемножения напряжений U<> и

U 1< поступающих с выходов селектора

13 и блока 15 деления, в результате

zего образуется напряжение П„6(фиг,24, рпределяемоЕ как ï«À

2 Ю

016 (азиз

1 л Т

Таким образом, на выходе блока 16 перемножения и всего устройства в целом формируется напряжение, пропорциональное средневыпрямленному значению напряжения в каждый момент времени. Иными словами учет возмущающей функции f(t) позволяет фактически поЛучать информацию не о среднем за полупериода напряжении, а о том, какую величину имело бы средневыпрямленное значение, если бы измеряемый сигнал был синусиодальным и его текущее значение быпо бы равно в данный момент мгновенному значению.

Предлагаемый измерительный преобразователь имеет быстродействие на два порядка выше, чем известные устройства аналогичного назначения.

С его использованием обеспечивается возможность создания стабилизаторов средневыпрямленного значения напря жения с синусоидальной формой выходного сигнала, т,е. стабилизаторов мгновенного значения переменного напряжения.

1ft2297

Фиг.1

1112297

Составитель Л. Морозов

Редактор А. Мотыль Техред А.Бабинец Корректор И. Муска

Заказ 6452!30 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 . Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4