Измеритель эффективного напряжения

Измеритель эффективного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1; :. :)т на кр;

1 м655979

Союз Советскмк

Социалист ичесинз

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено07.10.77 (2! ) 2529203/18-21 и (51) И. Кл.

G 01 R 19/02 с присоединением заявки №

Гееуазрстееииый комитет

СССР ее делам изебретвиий и еткрытий (23) Приоритет

Опублиновано05.04.79,Бюллетень ph 13

Лата опубликования описания 10.04.79 (53) УДК621.317. .7 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Губарь и С, В. Андреев (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической вол юции (S4) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к измерению эффективных напряжений, и может быть использовано в вольтметрах переменного напряжения с линейной шкалой.

Известен измеритель эффективного на S пряжения, содержаший последовательно соединенные двухполупериодный выпрями» тель, формирователь квадратичной завися мости и фильтр, Выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах, а формиро ватель квадратичной зависймости имеет реэистивные делители напряжения, диоды и резистор (1).

Однако это устройство имеет ограниченный динамический диапазон измеряемых сигналов (не более 20 дБ) и большую погрешность измерения из- а изменения внутреннего сопротивления диодов при различных уровнях сигналов.

Наиболее близким по технической сущ-.

20 ности к изобретению является измеритель эффективного напряжения, содержаший по медовательно соединенные. двухполупе2 риодный выпрямитель, форыявователь квайратичной зависимости и фильтр, Выход которого подключен к дополнительному входу формирователя квадратичной эави« симости и является выходом устройства.

Причем формирователь квадратичной зависимости имеет аппроксимируюший каскад, выполненный на усилителе, в цепи отрицательной обратной связи которогэ вкпючены параллельно и встречно друг другу две цепочки иэ последовательно соединенных резистора и диода j2).

В этом измерителе эффективного напряжения формирователь квадратичной зависимости ацпроксимирует входной сиг нал от нуля до амплитудного значения, т. е. имеет диапазон аппроксимации больше эффективного значения напряжения в число раз, равное максимальному пик фактору входного сигнала, Поэтому для получения высокой точности аппроксима ции требуется использовать большое количество каскадов в формирователе квадратичной зависимости.

655979

Целью изобретения является упрощение устройства путем сокрашения количества аппроксимирующих каскадов.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель эффективного напряжения, содержащий . фильтр, подключенный к выходу устроиства, п последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, подключенный ко входу устройства, и формирователь квадратичной зависимос-. ти с аппроксимирующими каскадами, введены фиксатор уровня, усилитель и коммутатор, один вход которого соединен с выходом формирователя квадратичной зависимости, а другой - с его дополнитепь ным входом и выходом усипителя, один выход коммутатора соединен с инвертирующим входом ус пителя, а другой - со входом фильтра и первым входом фиксатора уровня, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора, а неинвертирующий azoä усилителя соединен со вторым входом фиксатора уровня и с выходом фильтраа

На чертеже представлена блок-схема измерителя эффективного напряжения.

Измеритель эффективного напряжения содержит последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель 1 и фор мироважль 2 квадратичной зависимости, коммутатор 3, усипитель 4, фиксатор 5 уровня и фипьтр 6. Один вход коммутатора 3 соединен с выходом формировате- ля 2 квадратичной зависимости, а другой вход - с его дополнительным входом и выходом усилителя 4, Первый выход ком мутатора 3 соединен с инвертирующим входом усилителя 4, а второй выходсо входом фильтра 6 и с первым входом фиксатора 5 уровня, выход которого ..подключен к управляющим входам коммута.тора 3. Неиивертирующий вход усилителя

4 соединен со вторым входом фиксатора

5 уровня и выходом фильтра 6, Вход уст ройства подключен ко входу двухполупери одного выпрямителя 1, а выход - к выходу фвтьтра 6. формирователь 2 квадра тичной зависимости выполнен на восьми аппроксимирующих каскадах. Коммутатор

3 выполнен на двух ключах 7 и 8.

Измеритель эффективного напряжения работает следующим образом, При подаче на вход двухполупериодного выпрямителя 1 переменного напряжения U>> на выходе фипьтра 6 напряжение равно

1 где 0, - напряжение на входе фильтра 6;

Т - время усреднения, Очевидно, что за время усреднения Т условие

5 (Ф Вых выполняется в течение какого-то времени

Т„(Т, а в течение времени Т-Т„выполняется условие

Ъ Ц

10 ср рык

Фиксатор 5 уровня управляет переключением ключей 7, 8 коммутатора 3 так, что при О.р < О ь„рнинаходятся впопожениисМ, а при 0 0+ûõ, положении ñ . Когда

35 ключи 7, 8 коммутатора 3 находятся в положении 44 усилитель работает как повторитель, и тогда напряжение на выходе формирователя квадратичной зависимости 2 имеет вид

Вх ка ц где U - выходное ..напряжение формы» рователя 2 квадратичной зависимости.

Выходное напряжение фильтра 6 подается в этом случае. через усипитель 4, ко» торый работает в режиме повторителя, 36 на дополнительный вход формирователя квадратичной зависимости 2. При этом его выходное напряжение подается на вход фильтра 6 и, следовательно, равно

35 М

Вх

Ю

U<@ = (: = О,„"- U> (3>

Boih

Как только это напряжение превыси значение выходного напряжения фильтра

6 UÂb,„фиксатор уровня 5 переключает. ключи 7 и 8 коммутатора 3 в положение

Д . Прй этом выход формирователя 2 квадратичной зависимости подключается

45. к инвертирующему входу ус 4В и поскольку коэффилиент усиления последнего выбран достаточно большой, то напряжение на обоих его входах равны, à зна чит выходное напряжение формирователя

2 квадратичной зависимости равно выходьному. напряжению фильтра 60 „„,. С другой стороны, вк кь

Ф

55 где U — напряжение на фокальном входе формирователя 2, соединенном в этом случае со входом усредняющего фильтра 6.

655979 б сительной погрешностью 0,05% и пик. акторе входного напряжения, равном трем имеет восемь аппроксимирующих каскадов, в то время как известное устройство должно иметь шестнадцать аппроксимирующих каскадов, В результате:

2 вх

Мф вы, (4) откуда г вы к т

Бык т о

t5 откуда

На выходе усредняюшего фильтра 6 i0 после усреднения за время Т на (3) и (5) получаем о Вык вых то Вьв т1

20 о и равно эффективному значению входного напряжения.

Из выражений (3) и (4) видно, что выходное напряжение формирователя квад ратичной зависимости 2 не превышает выходного напряжения фильтра 6, а, следовательно, и эффективного значения входного напряжения. Поэтому формирователь квадратичной зависимости 2 не имеет аппроксимирующих каскадов в диапазоне от эффективного до максимального зна чения входного напряжения

Изобретение позволяет значительно сократить число аппроксимирукяцих sacsa дов в формирователе квадратичной зави40 симости и тем самым упростить схему устройства в целом. Так например, измеритель эффективного напряжения с отноФорМула изо бретен ия

Измеритель эффективного напряжения, содержащий фильтр, подключенный к выхаду устройства, и последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, подключенный ко входу устройства, и формирователь квадратичной зависимости с аппроксимирующими каскадами, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения устройства путем сокрашения количества аппроксимирующих каскадов, в него введены фиксатор уровня, усилитель и коммутатор, один вход которого соединен с выходом формирователя квадратичной зависимости, а другой - с его дополнительным входом и выходом усилителя, один выход коммутатора соединен с инвертирующим входсм усилителя, а другой - со входом фильтра и первым входом! фиксатора уровня, выход которого подключен к управляющим входам комму татора, а неивертируюший вход усилителя соединен со вторым входом фиксатора уровня и с выходом фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л. И. Линейные электрические преобразователи для приборов и систем, М. «Советское радио, 1971, с. 194, 2, Окс, Ричмен, Быстродействующий измеритель эффективного напряжения, Электроника, 1969, т. 42, % 20, с. 9-13.

ЦНИИПИ Заказ 1509/35

Тираж 1089 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä,óëËðîåêòí ая, 4