Преобразователь эффективных значений переменного напряжения

Преобразователь эффективных значений переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Реснублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6а) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2304.76 (21) 2351592/21

Q 01 Я 19/02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 2504,78.Бюллетень %15

Гееударетееклы% комитет

6ееета Мкнкетрек CCCP ае делам каееретенкк к еткрытнк (53) Ygl, 621.. 317. 7 (088.8) (45) Дата опубликования описания 0304.78 (72) 4вторы изобретения

В.И.Синица, В.И.Губарь и Ю.М.Туэ (7е) ЗаявитеЛь Киевский ордена Ленина политехнический институт имени

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

l6

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для построения точных преобразователей эффективных значений переменного напряжения, способных работать в жестких эксплуатационных условиях с большим перепадом температур.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является пре обраэователь эффективных значений переменного напряжения для жестких .условий:,.эксплуатации и широкого диапазона температур.

Он содержит последовательно соединенные источник спорного -напряжения, вычкжающее устройство, интегратор и управляемый генератор высокочастотного напряжения, автобалансный резистор- в0 ный мост переменного тока, в одно иэ плеч которого включен термистор., а к диагонали подсоединен индикатор (1) .

Недостатками преобразователя являются значительная погрешность, обусловленная частотной и температурной погрешностями высокочастотного выключателя и погрешностью, возникающей при нестабильности окружающей температуры, из-эа разнесения во времени опе- З0 раций измерения и установки чувствительности автобалансного моста ° целью изобретения является повышение точности измерений преобразователя эффективных значений переменного напр яже ни я..

3щ -о достигается тем, что в предложенном преобразователе эффективных значений переменного напряжения между выпрямителем и одним из входов вычитающего устройства последовательно включены квадратор, усилитель переменного напряжения и синхронный детектор, а также дополнительно введены второй синхронный детектор, ключ и дополнительный управляющий генератор, связанный с управляющим входом ключа и управляющими входами синхронных детекторов, причем выход управляемого генератора через введенное согласующее устройство соединен с термистором автобалансного моста, в одно нз плеч которого включен дополнительный резистор, зашунтираванный ключом, а выход допоЛнительного квадратора подключен к входу дополнительного синхронного детектора, выход которого соединен с индикатором.

На чертеже показана структурная схема предложенного преобразователя

603913 ( эффективных значений переменного на- низкой частоты,,позволяет получать допряжени я. полнительную инфОРМ",Цию О Значении

Преобразователь содержит автобаланс- измеряемого напряжения, не искажая инный мост 1, который Образован избира- Г13ормацию о воздействии температуры на тельным усилителем 2 совместно с тер- термистор 8 и не прибегая к переключемисторным мостом 3, и выпрямитель 4 нию сигнального тракта. обеспечивающий антоматическое преобра- Работает преобразователь следующим зонание энергии измеряемого сигнала образом ° в постоянное напряжение. Термисторный Г1ри нключении напряжения питания мОст 3 выполнен из резисторов 5-7 и lð на выходе моста 1, обРазованного уситермистора 8, снабжен дополнительны- лителем 2 с мостом 3 в положительной ми резистором g и коммутатором 10, по- обРатной связи, обРазУются колебания средством которого резистор 9 включен звУковой частоты 0„. Частота ц3 этих в одно иэ плеч моста 3, находящегося колебаний определяется избирательносв.цепи низкой частоты. Таким образом 15 тью усилителя 2, а амплитуда Оп1, коосуществлена балансировка термистор- лебаний функционально снязана с уронного моста 3 при различных значениях нем измеРЯемого параметра сигнала и сопротивления термистора 8 и достига- посРедством выпРЯмителЯ 4, выполненется модулиронание выходного напряже- ного, наприМер, в ниДе оДнополупериния ныпрямителя 4 по амплитуде. одного детектора, преобразуется в посВыход выпрямителя 4 через последо- тоянное напряжение 04 . Однонременно вательно соединенные квадратор 11, уси- начинает Работать генератор 21, котолитель переменного напряжения 12 и рый осуществляет модуляцию низкой чассинхронный детектор 13 соед3нен с од- тотой напряжения U> путем последованим из входов вычитающего устройства тельного периодического включения до14, к другому входу которого подключен 25 полнительного резистора 9 в одно иэ источник опорного напряжения 15. Гсвад- плеч моста 3 посредством коммутатора ратор.ll обеспечивает линеаризацию, 10, управляемого прямоугольным напрянелинейной функции преобразования тер- жением частоты Я, << с"3, мисторного моста 3, а усилитель 12 В оди н полу период к оммут аци и, н аосуществляет выделение и усиление на- 30 пРимеР четный, на выходе выпРЯмителЯ ((1 пряжения сгибающей промодулированнаго 4 имеем напряжйние Ц, а на выходе сигнала с последующим преобразованием квадратора 11 О« . B следующий полУее в постоянное напряжение детектопериод коммутации на усилитель 12 воэ ром 13. действует напряжение U,<, соответст85 вующее значению выходного напряжения

Выход устройства 14 через интегра- О . При непрерывной работе коммута-. ! тОР 16 управляет выходным напряжением тора 10 на выходе кнадратора 11 имеетгенератора 17 высокочастотного напря- ся раэрывно-периодическое напряжение жени я, которое через согласующее уст- U«(состоящее из пакетов сравниваемых ройство 18 приложено к термистору 8. 4О напряжений LIö и 0 < . Очевидно, что

Устройство 18 обеспечивает постоянст- результирующее пакетное напряжение во мощности, рассеиваемой на сопротив- 0«предсталяет собой модулированное ление термистора 8 эа счет выходного по яМплитуде напряжение с прямоугольнапряжения управляемого генератора 17г ной огибающей. Напряжение огибающей независимо от значения этого сопротин- изменяется с частотой...Я, выделяется ления. Выход квадратора 11 через синх- и усиливается усилителем 12, .выходное ронный детектор 19 подключен к отсчет- напряжение Ц„ которого преобразуется но-регистрирующему устройству 20. Этим детектором 13 в постоянное напряжение осуществляется индикация результатов U< . Напряжение U„> сравнивается на измерений. . Периодичность работы ком- устройстве 14 с постоянным напряженимутатора 10 и детекторо 13 и 19 обес- 50 ем LI от источника опорного напряжения о печена с помощью модуляционного гене- 15, причем эна-1ение напряжения Ll вы.Ратора 21. бирают из условия необходимости ОбесРабота преобразователя основана на печения требуемой чувствительности том, что мощность, рассеиваемая на термисторного моста 3. сопротивлении термистора 8 эа счет 66 Разностное напряжение 014 с выхода измеряемого сигнала, определяется эна- устройства 14, поступая на интегратор чением этого сопротивления в то время 16, изменяет его выходное напряжение, как мощность, рассеиваемая на сопро- которое в свою очередь изменяет амплитйвлеиии термистора 8 за счет ноздей- туду выходного напряжения генератора ствия окружающей температуры, Опреде- 60 17, г1ОСТУпаюЩего через устройстно 18 ляется только коэффициентом рассеива- 1а термистор 8, изменяя тем самым мощния Н. 11 О с т ь д О и Ол н и 3 Ð 3! ь н О г О пО д1О гp P (3 d . П р с (Следовательно, изменение значения цесс регу31иро13ки мощности доподнительсопротинлени я термистора 8, которое ного пологрева длится до rex пор, пока

Осуществляется с помощью рези = тора 9,, напряжение U q и» сt à13eT р 3н1113м нанря65 и переключателя, нахоця11ихс.я B цепи жению l3(3 . В у(. (анс(13ив1(1(;.мс(я состо.(11и(1

603913 формула изобретения

0 =0 (идеальный случай), так как зам.(4 кнутый контур представляет собой астатическую систему первого порядка, а постоянное выходное напряжение интегратора 16 поддерживает амплитуду колебания генератора 17 постоянной.

Значение напряжения 0„ не является функцией преобразуемого сигнала, а определяется значением температуры окружающей среды. в данный момент вре-10 мени.

Следовательно, напряжение Ll„ отсутствует нри изменении значений измеряемого напряжения и появляется только в случае изменения температурных условий эксплуатации. Появление U 4 приво ит к изменению мощности, рассеиваемои на сопротивлении термистора 8 за счет напряжения в генераторе 17, на величину мощности, характеризующей изменение температуры, т.е. до выполнения равенства U > = Оо и установки необходимой чувствительности моста 3, заданной значением напряжения (), °

Отсчет значений преобразуемого напряжения осуществляется следующим образом. Напряжение О,и с выхода квадратора 11 поступает на детектор 19, преобразующий это напряжение в постоянное напряжение 0 9, которое индуцируется устройством 20.

Исключение постоянной составляющей, присутствующей в напряжении V 9 и определяемой значением параметров используемого термистора 8, происходит с помощью операции установки нуля в 35 устройстве 20 при настройке прибора .

Значение напряжения Ll> является результатом измерения.

Таким образом, предложенный преобразователь обеспечивает постоянную чувствительность моста 3 независимо от температурных условий работы устройства (т.е. сохраняется положительный эффект прототипа, позволяющий повысить точность измерения и расширить 45 рабочий диапазон температур). Введенный в преобразователь коммутатор 10 находится в цепи переменного тока низкой частоты, заданной усилителем 2, обеспечивает высококачественное переключение и не вносит температурных и частотных погрешностей.

Установка чувствительности в таком преобразователе осуществляется непрерывно, без разнесения во времени измерительных и установочных операций.

Это позволяет существенно уменьшить погрешность из-за нестабильности температурных условий эксплуатации в процессе измерения.

Преобразователь эффективных значений переменного напряжения,. содержащий последовательно соединенные источ ник опорного напряжения, вычитающее устройство, интегратор и управляемый генератор, автобалансный резисторный мост переменного тока, в одно из плеч которого включен термистор, а к диагонали подсоединен усилитель, связанный с трансформатором, к выходной обмотке которого подсоединен выпрямитель,. индикатор,;отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, между выпрямителем и одним из входов вычитающего устройства последовательно включены квадратор, усилитель переменного напряжения и синхронный детектор, а также дополнительно введены второй синхронный детектор, ключ и дополнительный управляющий генератор, связанный с управляющим входом ключа и управляющими входами синхронных детекторов, причем выход управляемого генератора через введенное согласующее устройство соединен с термистором автобалансного моста, в одно из плеч которого включен дополнительный резистор, зашунтированный ключом, а выход дополнительного квадратора подключен к входу дополнительного синхронного детектора, выход которого соединен с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 384073, кл. G01 Р 19/02, 18.03.75.

ЦНИИПИ Заказ 2061/36

Тираж 1112 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул.Проектная, 4