Нуль-орган для аналого-цифрового преобразователя

Нуль-орган для аналого-цифрового преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о и Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

269636

Союз Воеетскик

Социалистические

Ресаурлик

К АВТОРСКОЬАУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.XI.1967 (№ 1195217/18-24) Кл. 42m-, 3/00 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17Л т/.1970. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 24.ХП.1970

МПК Н 03k 13/20

УДК 681.325 (088.8) Комитет оо делам иааоретений и открытий арн Совете Министров

СССР

Авторы изобретения В. В. Островерхов, Г. Г. Живилов, Л. А. Кенигфест и А. Ю. Шалин

Заявитель

НУЛЬ-ОРГАН ДЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области измерительной техники и касается нуль-органа для аналого-цифрового преобразователя.

Обычно в аналого-цифровых преобразователях и цифровых вольтметрах сравнение измеряемого U» и компенсирующего U, напряжений производится на запоминающей емкости или трансформаторе, которые одновременно позволяют получить гальваническую развязку входа нуль-органа со всей схемой при- 10 бора. Однако эти схемы не позволяют получить высокое быстродействие аналого-цифрового преобразователя.

Известны работы, в которых даны схемы нуль-органов с гальван I i:c,io,"I развязкой усилителя liocTosrliiloro i o isa ornocn "r=-.lBno Общей шины прибо1 а.

Гальваническая развязка усп Illraля liосгоянного тока осуществляется с по..:о цью разделительного трансформатора в источнике питания усилителя напряокения постоя111iol o Тока путем специал: ных кокструктпь1пях ...Iep или с помощью преобразоват ля псстояl-: -IОГО напряжения

2".

Однако в этих случаях не удае;ся полностью устранить влия1ше по., ехи за сче-, паразитпых связей,,ежду обмотками -,ðàíñôîðматора в источнике питания нуль-органа, что снижает точность нуль-органа, а следователь- 30 но, и всего аналого-цифрового преобразователя.

Пель предлагаемого изобретения — построение нуль-органа аналого-цифрового преобразователя, гальваническп не связанного с общей шиной прибора, обладающего более высокой точностью.

Для этого нуль-орган для аналого-цифрового преооразователя содержит схему синхронизации, в которой начало и конец дополнительной обмотки трансформатора преобразователя постоянного напряжения в переменное подключены к ключам, а средний вывод соединеH с источником питания, цепи управле1 ИЯ КЛIОЧЕЙ ПОДКЛIСЧЕНЫ К ВЫХОДаМ СХЕМ COBпаде Пй, одни входы которых соединены с разнофазпыми выходами преобразователя постоянного напряже шя в геременное, а друг,1е входы — с цепью запуска аналого-цифрозогс преобразователя.

:-:а фпг. 1 пр: ведена C: åìa нуль-органа

;.: a;ioro-ц.1фрсвсго преобразователя; на фиг. г, 1. д приведе -.ы Вре.cенные диаграммы, псяспя О цие рабо-.у с; нхронизированного источ1шка пита1шя нуль-органа аналого-цифрового преобразователя для случаев, когда: частота запуска ана 1ого-цифрового преобразователя (4) больше собственной частоты

269636

Е„10

4% »Ф

65 генераций преобразователя постоянного напряжения в переменное (); частота запуска аналого-цифрового преобразователя (f3) меньше собственной частогы генерации преобразователя постоянного напряжения в перемененное (f>).

Указанный нуль-орган содержит дифференциальный усилитель 1 напряжения постоянного тока, выпрямитель 2, преобразователь 8 постоянного напряжения в переменное и схему синхронизации 4.

Описываемый нуль-орган работает следующим образом.

На один из входов дифференциального усилителя 1 напряжения постоянного тока, гальванически не связанного с общей шиной прибора, подается измеряемое напряжение U„.

На второй вход передается компенсирующее напряжение U<. Нуль-орган выявляет знак разбаланса U и U< на каждом разряде аналого-цифрового преобразователя и выдает сигнал об их соотношении.

До прихода импульса синхронизации собственная частота преобразователя 8 определяется выражением где ń— напряжение, преобразуемое преобразователем;

W — число витков половины коллекторной обмотки;

Ф, — магнитный поток насыщения.

При этом поток в сердечнике трансформатора 5 изменяется до насыщения от — Ф, до

+Ф, (для сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса) и скорости изменечия пото Ф Е„ ка трансформатора — = — ". Схема синхроdt W» низации 4 при этом на работу преобразователя влияния не оказывает, так как до прихода импульса запуска аналого-цифрового преобразователя транзисторы б и 7 в схеме синхронизации 4 находятся в запертом состоянии.

Работу преобразователя в указанный период показывают временные диаграммы (фиг. 2 и 3) до момента времени 1ь При поступлении импульса запуска аналого-цифрового преобразователя на схему синхронизации, в зависимости от фазы напряжения преобразователя через одну,из схем совпадений 8 или 9 открывается соответствующий транзистор б или 7 в схеме синхронизации. Через транзистор проходит импульс тока от Е„, создающий в сердечнике трансформатора поток синхронизации ЛФ,. В случае, если сумма потока Ф» (см. фиг. 2 и 3) н ЛФ оказывается равной или большей Ф„происходит переключение преобразователя. Величина потока выбирается таким образом, чтобы синхронизация, т. е. переключение преобразователя, происходила до окончания периода собственных колебаний

Зо

50 на время не меньшее, чем время измерения (Тиз„) аналого-цифрового преобразователя, WЛФ, т. е. Л1= — T„„,, Е

В противном случае может оказаться, что переключение преобразователя произойдет в момент процесса измерения напряжения и помеха от преобразователя, выделяющаяся на входе нуль-органа за счет паразитных связей, приведет к ошибке в сравнении нуль-органом U„c U .

С момента 1 начинают поступать импульсы синхронизации в схему синхронизации 4.

На фиг. 2 при t>(4 первый и второй импульсы не переключают преобразователь 8 постоянного напряжения в переменное, так как не выполняется условие Ф»+Ф,)Ф,. При воздействии на преобразователь третьего импульса суммарный поток достигает величины +Ф„ и происходит переключение преобразователя в момент t>, хотя при собственных колебаниях переключение произошло бы в момент tz. Далее схема может работать с частотой собственных колебаний. Однако в момент t4 суммарный поток от импульса синхронизации ЛФ, и Ф, становится равным — Ф, и вновь происходит переключение преобразователя.

В случае (фиг. 3) f )fq переключение преобразователя происходит также, только при выполнении условия Ф»+Ф,)Ф„например, момент (д. Далее преобразователь продолжает работать с собственной частотой колебаний.

Для обеспечения условия снихронизации необходимо, чтобы период собственных колебаний преобразователя 8 постоянного напряжения в переменное был больше времени преобразования аналого-цифрового преобразователя. При правильной синхронизации действие помех происходит в момент запуска аналогоцифрового преобразователя, и их длительность может быть учтена соответствующей временной задержкой цикла измерения непосредственно в приборе.

Таким образом, процесс измерения аналогоцифрового преобразования будет всегда происходить при отсутствии, помех от преобразователя 8 постоянного напряжения в переменное, что обеспечивает получение высокой точности.

Предмет изобретения

Нуль-орган для аналого-цифрового преобразователя, содержащий усилитель напряжения постояннного тока, гальванически развязанный относительно общей шины прибора с помощью выпрямителя и преобразователя постоянного напряжения в переменное с трансформатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит схему синхронизации, состоящую из ключей и схем совпадений, в которой начало и конец дополнитель269636 ной обмотки трансформатора преобразойателя постоянного напряжения в переменное подключены к ключам, а средний вывод соединен с источником питания, цепи управления ключей подключены к выходам схем совпадений, одни входы которых соединены с разнофазными выходами преобразователя постоянного напряжения в переменное, а другие— с цепью запуска аналого-цифрового преобра5 зователя.

269636

/1аспал Ва >а

Импупьcb 3u- а пуспа ммпальсы си арами заийи рм

4doma преааяазааапгеля мапряяю-а пия

Напряьхе мие палю ахаУе пап Риг.у паспая1ь у р-ре пм а

РмгпУль 1,- ь сы ьа- 1 пусьа et

«пауль-1 сысим-, храми- g ьааии (и,) I

Раджа h

npeodpe- яааатеу ля папря мепия 1

Напряг яие мачехи а1-— ма Aude

Аяа ! я/ ьт, 1

1 /

Составитель В. Махнанов

Редактор E. Н. Кривенко Техред А. А. Камышникова

Корректоры: В. В. Чаклина и О. Б. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3703/19 Тираж 480 Подписное

ПНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5