Устройство для измерения отношения двух напряжений

Устройство для измерения отношения двух напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Рескублик

«1>705357

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заввлено241077 (21) 25 36619/18-21 (51)М. Кл.2

6 01 R 19/10 с присоединением заявки N9

Государственный ноинтет

СССР по делам нзобретен ай н открытнй (23) Приоритет

ОпубликованО 25.1279 Бюллетень Но 47

Дата опубликования описанмв 2512.79 (53) УАК 621. З17.7 (088. 8) 1

Ю.В.Туз, Е.Т.Володарский, В.В.Бухалов

В.В.Рекачинский и A.Ï.ÂàñHëüêîâñê и у м6 4- - ".Д

Киевский ордена Ленина политехнический ::" .":., Й:..

1;, „) институт им. 50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (72) . Авторы изобретения (73) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

ДВУХ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение касается электроизмерительно техники.

Известны устройства для измерения отношения двух напряжений, содержащие общий для сравниваемых напряжений усилительный канал с регулируемым коэффициентом усиления, управление которым осуществляется с помощью петли автоматической регулировки усиления, состоящей из последовательно соединенных регулируемого усилителя, выпрямителя, переключателя, элемента сравнения, усилителя постоянного напряжения, памяти и меры напряжения, подключенной к элементу сравнения ill, Известные устройства характеризуются следующим общим признаком: регулируемый усилитель расположен в цепи переменного напряжения, т.е. перед выпрямителем. При этом диапазон входных напряжений выпрямителя соответствует измеряемому отношению, что в случае больших отношений приводит к повышенной погрешности от нелинейности характеристики преобразования выпрямителя.

Наиболее совершенным является, устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее последовательно соединенные регу2 лируемый усилитель переменного напряжения, выпрямитель, ключ и элемент сравнения, источник эталонного напряжения, к выходу которого. подключены последовательно соединенные усилитель постоянного тока и элемент памяти, выходом соединенный с управляющим входом управляемого усилителя переменного напряжения (2).

Цель изобретения — повышение. точности измерения уменьшением погрешности от нелинейности характеристики преобразования

Для этого в устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее последовательно соединенные регулируемый усилитель переменного напряжения, выпрямитель, ключ и источник эталонного напряже20 ния, элемент сравнения, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель постоянного тока и элемент памяти, выходом соединенный с управляющим входом регулируемого усилителя переменного напряжения,введены два масштабных преобра; зователя, первый из которых подключен к входу регулируемого усилителя переменного напряжения, а второйЗО между одним из входов элемента срав!

705357 нения и выходом источника эталонного напряжения, а также последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту, счетчик импульсов и блок управления, причем вход; преобразователя напряжения в частоту подключен к одному из выходов ключа, 5 а i-ые выходы блока управления подключены к управляющим входам масштабных преобразователей и к управляющему входу ключа.

На чертеже представлена струк10 турная схема устройства.

Устройство для измерения отноше ния двух переменнйх напряжений, не совмещенных во времени, содержит °

I масштабный преобразователь 1, контур автоматической регулировки усиления, состоящий из последовательно соединенных регулируемого усилителя 2 переменного напряжения, выпрямителя 3, ключа 4, элемента сравнения 5 с подключенными к нему последовательно соединенными масштабным преобразователем б и источником эталонного напряжения 7, усилитель постоянного напряжения 8 и элемент 9 памяти, а также последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту

10, счетчик импульсов 11 и блок управления 12, причем вход преобразователя напряжения в частоту 10 подклю- Я0 чен ко второму выходу ключа 4, а выходы блбка управления 12 подключены . к ключу 4 и масштабным преобразовате лям l и б.

Устройство работает в нескольйо )5 циклов, каждый из которых состоит из двух тактов.

Первый цикл, первый такт.

Устанавливаются коэффициенты rtepe.дачи масштабных преобразователей 1 и 40 б в значение, равное 1 и на вход устройства подается напряЖение делителя. Это напряжение сравнивается с источником эталонного напряжения 7.

Выходной сигнал элемента сравнения

5 посредством усилителя постоянного напряжения 8 элемента памяти 9 изменяет коэффициент передачи регулируемого усилителя 2 до тех пор, пока напряжения на обоих входах схемы сравнения 5 не станут равными. Значение коэффициента передачи управляе-.. мого усилителя 2. после уравновешивания устройства с помощью элемента памяти 9 поддерживается постоянным в течение всего цикла.

Первый цикл, второй такт.

На вход устройства поступает напряжение делимого и, пройдя последовательно через масштабный преобразо 60 ватель 2, регулируежй усилитель 2 переменного тока, выпрямитель 3, ключ-4, преобразователь напряжения в частоту 10, записывается в счетчик импульсов 11. 65

1 Ъ 1) 2ч м чвых " хg Î 3„ а))к =

-Ч Иа

О, « М И,) (3)

q() Уравнения измерения в первом цик" ле измерения в предположении большого петлевого усиления в цепи регулируемого усилителя 2 запишутся в виде;

М э + 14 ч м (f) чВ *U, s(2)) =Ч = —" (J где о.(— напряжение делителя;

U — напряжение делимого;

К вЂ” коэффициент передачи выпря3 мителя;

К вЂ” коэффициент передачи регу» к лируемого усилителя;

Vù — напряжение меры;

j qj — погрешность от нелинейности

2 характеристики выпрямителя при подаче на его вход напряжений делителя (Uq) и делимого (Uq) .

Однако полученный результат не может быть принят за окончательный,посксльку погрешности Д и в общем случае не равны, причем разность между этими погрешностями возрастает с увеличением динамического диапазона измеряемых отношений, что является следствием, как отмечалось, нелинейности характеристики преобразования выпрямителя 3 в большом диапазоне входных напряжений. Поэтому, с целью уменьшения пбгрешности от нелинейности характеристик и выпрямителя,необходимо произвести второй цикл измерения †. цикл коррекции,в результате чего для измерения отношения двух напряжений будет использоваться окрестность одной точки на характеристике преобразования выпрямителя 3 — точки, соответствующей напряжению делителя.

В теории измерения такой метод носит название иттеративной мультипли кативной коррекции погрешности.

Второй цикл, первый такт.

Блок управления 12 изменяет коэффициент передачи масштабного преобразователя б, делая его равным V »<<, Поданное на вход устройство напряжение делителя сравнивается с новым значением источника эталонного напряжения 7 и устанавливается новое значение коэффициента передачи регулируемого усилителя 2 на время цикла.

Второй цикл, второй такт, Блоком управления. изменяется коэффициент передачи масштабного цреобра,зователя 1 в значение (V>» „) . На вход устройства поступает напряжение делимого, которое пройдя через измерительный тракт, записывается в счетчик импульсов ll;

Уравнения измерения во втором цикле измерения запишутся в виде:

705357

Составитель В.Баганов

РеДактоР В.СапиРштейн ТехРед Н Яабурка КоРРектоР .BecеловскаЯ

Заказ 8020/47 Тираж 1073 Подпи сное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4 где К вЂ” коэффициент передачи регулируемого усилителя во втором цикле; ,К К вЂ” коэффициенты передачи масштабных преобразователей 1 и 6 соответствен. но;

Ьf — остаточная погрешность от нелинейности.

Полученный результат свидетельствует о сходимости процесса коррекции погрешности, в результате чего сама погрешность значительно уменьшается.

Количество циклов коррекции определяется заданной точностью измерения.

Таким Образом устройство lIo38o ляет расширить динамический диапазон измеряемых отношений с сохранением высоких метрологических характерис тик результата измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее последовательно соединенные регулируемый усйлитель переменного напряжения,,выпрямитель, ключ и источник эталонного напряжения, элемент сравнения, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель постоянного тока и элемент памяти, выходом соединенный с управляющим входом регулируемого усилителя переменного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения,в него введены два масштабных преобразователя, первый из кот6- рых подключен к входу регулируемого усилителя переменного напряжения, а второй — между одним из входов элемента сравнения и выходом источника эталонного напряжения, а также последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту„ счетчик импульсов и блок управления, причем вход преобразователя напряжения в частоту подключен к одному из выходов ключа, а i-ые выходы блока уйравления подключены к управляющим входам масштабных преобразователей и к управляющему входу ключа.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 117989, кл. С 01 В 19/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 3894б3, кл. G 01 R 19/10, 1973.