Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (") 5497 48 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено09.06.75 (21) 2145021/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания28.04.77 (51) М. Кл, С; 01, 19/22

Гл 01 т 19/02

Гасударственный комитет

Соввта Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317,7 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Бахмутский, О. И. Чайковский и Р. 3. Шентес!пт ьСпециальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУ!0ШЕГО 3!!УЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НЛПРЯЖЕ!!ИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к области элек троизмерительной техники и может быть использовано при построении точных аналоговых и цифровых универсальных вольтметров для измерения напряжения переменного и постоянного токов., Известен преобразователь действуюшего значения переменного напряжения в постоянное, содержаший два параллельных канала, каждый из которых выполнен в виде после- )О довательно соединенных входного устройства и квадратора, причем входы обоих каналов соединены между собой через первый ключ, а выходы обоих каналов соединены между собой встречно и один из выходов упомяну- 15 тых выше каналов связан через последовательно соединенные вычитатель, усилитель, второй ключ со входом интегратора, кроме того, упомянутый выход одного из каналов через третий ключ и элемент памяти соеди- 20 нен с другим входом вычитателя, а вход этого канала через четвертый ключ связан с выходом модулятора, причем управляюшие входы всех ключей соединены с устройством управления (1).

Однако известный преобразователь обеспечивает недостаточно высокую точность при повышении быстродействия.

?Лель изобретения — повышенпе точности при повышении быстродействия, Это достигается тем, что в известный преобразователь, содержаший два параллельнь.х канала, ключи, вычитатель, усилитель, интегратор, элемент памяти, модулятор, устройство управления, дополнительно введень, квадратор, усилитель постоянного тока и сумматор, выход которого соединен с вхс дом модулятора, а входы соответственно с выходом интегратора и с выходом дополнительного усилителя постоянного тока, соединенным со входом дополнительного квадратора, выходы которого соответственно подключены к средней точке соединения выходов квадраторов каналов и входом дополнительного усилителя постоянного тока.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Предлагаемый преобразователь содержит входнь|е устройства 1 и 2, ключ 3, квадраторы 4, 5, вычитатель 6, ключ 7, эле54974 8 з мент пал1яти 8 усилитель 9, ключ 10, ин7 тегратор 11, модулятор 12, ключ 13, устройство управления 14, квадратор 15„усилитель 16 постоянного тока и сумматор 17, Устройство работает следующим образом.

В первом такте ключи 3 и 7 замкнуты, а

10 и 13 разомкнуты. При этом входное напряжение U (t) поступает на первый и х второй каналы, состояшие из первого и втс 10 рого входных устройств 1 и 2 и квадраторов 4 и 5 соответственно. При этом выходные напряжения квадраторов 4 и 5. каждое

) из которых пропорционально квадратору действующего значения входного напряжения 15

Ц ($), вычитаются благодаря встречному х включению выходов квадраторов 4 и 5, и разностное напряжение а9, соответствующее неидентичности обоих каналов, через ключ 7 поступает на элемент б. При этом

2 2 2

ЬЕ=0 (К K -K K ) гц К,,K2,К„иК, 2 5 эффициепты преобразования вхэдных устрэйств 1 2 и квадратэрэв 4 и 5 сэответ1

25 ствецпэ, Uz — действующее значение входнэгэ напряжения.

В этом же такте, благодаря встречному включению квадраторов 4 и 15, на выходе ус илителя 1 6 возникает напряжение, равное

Гк„ вЂ” так как квадраторы 4 и 15, 4 К

45 встречно включенные выходы которых соединены со входом усилителя 1 6 постоянного тока, выход которого подключен ко входу квадратора 15, составляют вместе с усилитепел4 16 линейный преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока (ЛПДЗ). Выходное напряжение усилителя

16 через сумматор 17 поступает на выход устройства и через модулятор - на вход ключа 13. В первом такте выходное напря- 45 жение преобразователя 1,„„, пропорциональное действующему значению входного сигнала с погрешностью .ЛПДЗ, не измеряется.

Во втором такте на вход первого канала продолжает поступать U(x(t), а на вход второго канала напряжение цепи обратной связи U< (t) = 8 ел,, UB zö,4 . При этом ключи 13 и 10 замкнуты, ключи 3 и 7

55 разомкнуты, а на вход интегратора 1 1 пос . тупает усиленная разность напряжения и результирующего напряжения встречно включенных инерционных квадраторов 4 и

5.

Выходное напряжение преобразователя во втором такте равно

=U =U + алых 2 Bblx в ых

2 2 2 2 2

+ v к к -v к кк)- ек к х 3 4 ВЫх см 2 5 9 Н где K „„K«, К 9 - коэффициенты преобразования симметричного модулятора, интегратора и усилителя 9 соответственно.

Подставляя вместо е его значение, полученное в первом такте, найдем

Ц Ц y, K g Bblx ъЫх2

2 5 х вых см 2 5

9 откуда

Ux вых

v»х к<4к4 и 5 u„

М 2 5 вы" получим 9л,„/ К „,, которое подлежит даль/ нейшему преобразованию излхерению) образ-. цовыми средствал1и преобразования (измерения) постоянного тока.

Второй чпен подкоренногo выражения представляет собой удвоенную погрешность преобразования,без учета погрешности cv.: lметричного модулятора 12 ).

Если погрешность в первом такте равна

1?,т,е, К (7 =0,89 Увл х,то при К) 10, К5=

О, 01. Кс, и k„=l указанная погрешность сэстав— пяет около 0,005%. При этом значительно увеличивается быстродействие преобразователя при той же точности, что у прототипа, так как в начале второго информативного, / у 1 такта на вых эде преобразователя присутствует напряжение, равное с погрешностью преобразования ЛПДЗ действующему значению Uz и коэффициент усиления усилителя 9 меньше, чем в известной структуре, на два порядка (в 100 раз).

Исследования показали, что погрешность преобразователя не превышает О, 03% прн изменении входного сигнала в диапазоне

20дВ при времени преобразования менее

1 5 с в известном устройстве 5-7 с).

Ф ормула изобретения

Преобразователь действующего значения переложенного напряжения в постоянное, содержащий два параллельных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательного соединения входного устройства и квадратора, причем входы обоих каналов соединены между собой через первый ключ, а выходы обоих каналов соединены между собой

549748

Составитель П, Лягин

Техред М, Ликович Корректор В. Куприянов

Редактор И. Тимофеева

Заказ 344/117 Тираж 1052 Подписное

ЦНЧИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская чаб., a. 4/5

Филиал IIIIH "Патент", r. Ужгород, уп., Проектная, 4 встречно и один из выходов каналов связан через последовательно соединенные вычитатель, усилитель, второй ключ с входом интегратора, кроме того, упомянутый выхододного из каналов через третий ключ и weмент памяти соединен с другим входо л вычи ателя, а вход этого канала через четвертый ключ связан с выходом модулятора, причем управпяюшие входы всех ключей соединены с устройством управления, о т л и - IÎ ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности при повышении быстродействия, в него дополнительно введены квадратор, усилитель постоянного тока и сумматор, выход которого соединен с входом модулятора, а входы - соответственно с выходом интегратора и с выходом дополнительного усилителя постоянного тока, соединенным с входом дополнительного квадратора, выходы которого соответственно подключены к средней точке соединения выходов квадраторов каналов,и вхэдом дополнительного усилителя постояцного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Таубе Б. С. Разработка и исследование методов и средств высокой точности для автоматического измерения действуюшего и среднего значения переменного напряжения.

Йисс на соискание ученой степени кандидата технических наук.,iI,, 1972. стр, 128.