Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное напряжение

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 1 5068) 2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.06.74 (21) 2029360/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15 03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.05.7F> (51) М. Кл.2 G 01К 19/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР ро делам изобретений и цтхрытнК (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Бардин и Т. А. Болабонова (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразователям формы информации и предназначено для использования в устройствах измерения действующего значения переменного напряжения.

Известен преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий источник смещения, источник опорного напряжения, два управляемых делителя напряжения, сравнивающий усилитель, фильтр, инвертирующий усилитель, вычислительное устройство.

Однако известное устройство имеет низкую точность, определяемую погрешностью, возникающей при различии параметров управляемых делителей напряжений, дрейфом нуля усилителя, входящего в состав фильтра, а так же погрешностью инвертирующего усилителя.

С целью повышения точности измерения действующего значения переменного напряжения в предлагаемый преобразователь введены дополнительные ключи и второй инвертирующий усилитель, причем положительные шины источника смещения и источника опорного напряжения подсоединены к первым входам первого и второго ключей соответственно, отрицательные шины этих источников — к вторым входам этих же ключей, выход первого ключа связан с третьим входом сравнивающего усилителя, выход второго ключа подсоединен к первому входу третьего ключа и второму входу четвертого ключа, входное напряжение устройства подключено к второму входу третьего ключа, к первому входу четвертого ключа, а также к первому входу сравнивающего усилителя, выходы третьего H четвертого ключей подсоединены к входам первого и второго управляемых делителей напряжения соответственно, выход первого управляемого делителя напряжения связан с вторым входом пятого ключа и первым входом шестого ключа, выход второго управляемого делителя напряжения подсоединен к первому входу пятого ключа и к второму входу шестого ключа, выход пятого ключа связан с вторым входом сравнивающего усилителя, а выход шестого ключа подсоединен к входу фильтра, выход сравнивающего усилителя подключен к входу первого инвертирующего усилителя и к второму входу седьмого

20 ключа, выход первого инвертирующего усилителя подсоединен к первому входу седьмого ключа, выход седьмого ключа связан с входом инвертирующего усилителя и первыми управляющими входами управляемых делите25 лей напряжения, выход второго инвертирующего усилителя подключен к вторым управляющим входам управляемых делителей напряжения, первый выход вычислительного устройства подсоединен к управляющим вхо30 дам первого, второго и седьмого ключей, вто506812

65 рой выход вычислительного устройства связан с управляющими входами третьего, четвертого, пятого и шестого ключей.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя действующего значения переменного напряжения в постоянное.

Устройство содержит источник 1 смещения, источник 2 опорного напряжения, ключ 3 для инвертирования полярности напряжения смещения, ключ 4 для инвертирования полярности опорного напряжения, ключи 5, 6 для переключения входов управляемых делителей напряжения, управляемые делители 7, 8 напряжения, ключи 9, 10 для переключения выходов управляемых делителей напряжения, сравнивающий усилитель 11 для формирования сигнала управления управляемыми делителями напряжения, фильтр 12 для выделения постоянного напряжения из выходного сигнала управляемого делителя напряжения, инвертирующие усилители 13, 14 для инвертирования полярности сигналов управления управляемыми делителями напряжения, ключ 15 для переключения полярности первого сигнала, управляющего управляемыми делителями напряжения и внешнее вычислительное устройство 16.

Входное напряжение U» подается на второй вход ключа 5, на первый вход ключа 6 и на первый вход сравнивающего усилителя 11; к первому входу ключа 5 и второму входу ключа 6 подключен выход ключа 4, к двум входам которого подключены положительное и отрицательное напряжения с выходов источника 2 опорного напряжения. К двум входам ключа 3 подключены положительное и отрицательное напряжения с выходом источника 1 смещения, а выход ключа 3 подключен к третьему входу сравнивающего усилителя 11. Выходы ключей 5, 6 подключены к входам управляемых делителей 7, 8 напряжения соответственно.

Выход управляемого делителя 7 напряжения подключен к второму входу ключа 9 и к первому входу ключа 10, а выход управляемого делителя 8 напряжения — к первому входу ключа 9 и второму входу ключа 10. Выход ключа 9 подключен к второму входу сравнивающего усилителя 11, а выход ключа 10— к входу фильтра 12. Выход сравнивающего усилителя 11 подключен к входу инвертирующего усилителя 13 и к второму входу ключа

15, выход инвертирующего усилителя 13 подключен к первому входу ключа 15, выход которого подключен к входу инвертирующего усилителя 14 и к первым управляющим входам управляемых делителей 7, 8 напряжения.

Выход инвертирующего усилителя 14 подключен к вторым управляющим входам управляемых делителей 7, 8 напряжения.

Первый внешний управляющий сигнал Up подается с выхода вычислительного устройства 16 на управляющие входы ключей 3, 4, 15; второй внешний управляющий сигнал U4 — с выхода вычислительного устройства 16 на уп5

40 равляющие входы ключей 5, 6, 9, 10. Напряжение U„„,- на выходе фильтра 12, являющееся выходным сигналом данного устройства, подключено к входу вычислительного устройства 16.

Устройство работает следующим образом.

Цикл работы устройства состоит из четырех тактов, определяемых состоянием двоичных управляющих сигналов U> и U4. В течение этих четырех тактов перебираются все возможные состояния сигналов Up и U4, которые управляют переключением ключей.

В конце каждого такта производится измерение выходного напряжения устройства, а по окончании всего цикла работы абсолютные значения полученных четырех отсчетов UBbIx усредняются и из полученного результата извлекается квадратный корень в вычислительном устройстве 16. При переключении ключей

5, 6, 9 и 10 управляемые делители 7, 8 меняются местами в схеме, и усреднение двух от,счетов, полученных при различных положениях этих ключей, приводит к компенсации погрешностей, вызываемых различием параметров управляемых делителей 7, 8 напряжения.

Выходное напряжение У4 на выходе первого управляющего делителя 7 напряжения с учетом погрешности инвертирующего усилителя 14 составляет

U, = К, U, + 1Уу„р — К,U + ",аУ„ где Кь а и у — коэффициенты пропорциональности.

При переключении ключей 3, 4 и 15 меняются полярности, напряжений Up, Uc, Upas

Изменение полярности U означает изменение знака ошибки.

Погрешность инвертирующего усилителя и дрейф нуля усилителя фильтра KQMIIeHcHpóются при усреднении.

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий два управляемых делителя напряжения, источник смещения, источник опорного напряжения, сравнивающий усилитель, инвертирующий усилитель, фильтр, вычислительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительные ключи и второй инвертирующий усилитель, причем положительные шины источника смещения и источника опорного напряжения подсоединены к первым входам первого и второго ключей соответственно, отрицательные шины этих источников — к вторым входам этих же ключей, выход первого ключа связан с третьим входом сравнивающего усилителя, выход второго ключа подсоединен к первому входу третьего ключа и второму входу четвертого ключа, входное напряжение устройства подключено к второму входу третьего, ключа, к первому входу четвертого ключа, а также к

506812

Составитель В, Баганов

Корректор Л. Котова

Техред Н. Локтионова

Редактор Т. Янова

Заказ 1045/11 Изд. № 1184 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 первому входу сравнивающего усилителя, выходы третьего и четвертого ключей подсоединены к входам первого и второго управляемых делителей напряжения соответственно, выход первого управляемого делителя напряжения связан с вторым входом пятого ключа и первым входом шестого ключа, выход вто.рого управляемого делителя напряжения подсоединен к первому входу пятого ключа и к второму входу шестого ключа, выход пятого ключа связан с вторым входом сравнивающего усилителя, а выход шестого ключа подсоединен к входу фильтра, выход сравнивающего усилителя подключен к входу первого инвертирующего усилителя и к второму входу седьмого ключа, выход первого инвертирующего усилителя подсоединен к первому входу седьмого ключа, выход седьмого ключа связан с входом второго инвертирующего усилителя и первыми управляющими входами управляемых делителей напряжения, выход второго инвертирующего усилителя подключен к вторым управляющим входам управляемых делителей напряжения, первый выход

10 вычислительного устройства подсоединен к управляющим входам первого, второго и седьмого ключей, второй выход вычислительного устройства связан с управляющими входами третьего, четвертого, пятого и шестого клю15 чей.