Аналого-цифровой преобразователь действующего значения переменного напряжения

Аналого-цифровой преобразователь действующего значения переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П ИC-AHH Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

1 736373

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено1 7.1 2.76 (21) 2430529/1 8-21

2 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки ¹вЂ”

Гасударственный камнтет (23) Приоритет— во делам нзооретеннй н открнтий

Опубликовано25.05 80. Бюллетень .%19

Дата опубликования описания 28. 05. 80 (53) УДК681.325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Грибок, С. С. Обозовский и С. С. Ткаченко

Львовский ордена Ленина политехнический институт (7I ) Заявитель (54) А НАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРА ЗОВАТЕЛЬ

ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ HEPFMEHHOfO

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к цифровой электроиэмерительной технике и может найти применение при измерении параметров переменного напряжения.

Известен аналого-цифровой преобразователь действующего значения переменно5

ro напряжения, содержащий преобразователь напряжение — частота, устройство управления, переключатели, два счетчика, блок совпадения кодов и формирователь

1О компенсирующего напряжения (1).

Недостатком этого преобразователя является сравнительно низкая точность преобразования.

Наиболее близким по технической сущ15 ности к предлагаемому является аналогоцифровой преобразователь действующего значения переменного напряжения, который содержит квадратор, выход которого через ключ соединен с входом первого интегратора, ключ, первый вход которого подключен к шине входного сигнала, а выход - к входу квадратора, последовательно соединенные второй интегратор и устройство сравнения, выход последнего соединен с входом селектора, блок управления и. преобразователь время - напряжение (21.

Недостатком этого аналого-цифрового преобразователя является зависимость точности преобразования от стабильности параметров большого числа аналоговых узлов.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигаетс я тем, что в аналого-цифровой преобрд: ователь действующего значения переме11но о напряжения, содержащий квадратор, выход которого через первый ключ соединен с входом первого интегратора, переключатель, первый вход которого подключен к шине входного сигнала и к входу блока управления, а выход - к входу квадратора, последовательно соединенные второй интегратор и устройство сравнения, выход последнего соединен с первым входом селектора, второй вход которого сое736373 (6) S5 динен с выходом генератора импульсов, м управляющие входы переключателя, селектора и первого ключа соединены с соответствующими BbIKogaMH блока управления, дополнительно введены источник

5 опорного напряжения, второй ключ и цифровое делительное устройство, причем вход последнего подключен к выходу селектора, выход источника опорного напря жения соединен со вторым входом переклю- о чателя, а выход первого интегратора через второй ключ соединен с входом вто-. рого интегратора, управляющие входы вто1 рого ключа, цифрового делительного устройства и первого интегратора соединены . с соответствующими выходами блока управленияия.

На чертеже изображена структурная схема цифрового преобразователя действующего значения переменного напряжения.

Устройство содержит источник образцо вого напряжения 1, переключатель 2, квадратор 3, ключ 4, интегратор 5, ключ

6, интегратор 7, сравнивающее устрой- 25 ство 8, селектор 9, цифровое делительное устройство 1 О, блок управления 1 1 и генератор импульсов 12.

Б исхОдном состОянии На Вход перек лючателя 2 подается входное напряже- зр ние е (%) Ключи 4, 6 и селектор 9 за1 крыты. В начале измерения блок управления 11 подает сигнал на переключатель 2, разрешая прохождение напряжения e (t) на вход квадратора 3, а также отрывает ключ 4 на время, кратное периоду Т„ входных колебаний е (4).

При этом напряжение U, = К . е (Е) с выхода квадратора поступает на вход интегратора 5. В процессе интегриро- щ вания получают где С, - постоянная времени интегратора 5;

- коэффициент передачи нвадратора 3;

Ф- — - 1, 2 31 ° ° °

По истечении времени Т1 "- И- " II-. блок управления 11 закрывает ключ 4 и открывает ключ 6 на время Т, . При э;гом напряжение на выходе интегратора " 7x и Тх

5 )ьь1хл = )- ) )".1 @ и

2. где Е - постоянная времени интегра- тора 7. ф

После этого блок управления 1 1 приводит интегратор 5 в исходное состояние переключает переключатель 2 в положение, разрешающее прохождение напряжения П с выхода источника образцового напряжения 1 на вход квадратора 3, а также подает сигнал на вход инверсно1 го интегрирования интегратора 5. Начинается интегрирование напряжения

Ц = К- Ц," с выхода квадратора 3 до момента равенства нулю напряжения

Uaq < < интегратора 7. С учетом выражений (1) и (2) имеют

",(е"И)сй —, J j 8 U,> с(" (5) где Т - длительность третьего такта интегрирования.

Момент равенства нулю фиксируется сравнивающим устройством 8. Из выражения (3) следует

1 2.

OrKygа т„

f е"(Щ1 (tL т ) (=. „)- )з

) e it)dt U, Т) U,));)) т. ). ). .) = 7 i 7ò, ),Следовательно, E. +(ú) . с,)

Интервал времени Т1 = y.Ò запол- няется импульсами

N =(0 T.=f,n7„(s) с выхода генератора импульсов 12 с частотой следования, которые с выхода селектора 9 поступают на вход цифрового делительного устройства 1 О.

Аналогично осуществляется заполнение интервала Ò5. При этом на вход цифрового целительного устройства поступает число импульсов

На основании выражений (4) и с учетом выражений (5) и (6) имеют

).. Ь . й,/1. 1

ООперация деления чисел NI /N, осуществляется в цифровом делительном устройстве 10.

На основании уравнения (7) видно, то результат измерения не зависит о.

7363 коэффициента передачи квадратора 3, постояннык времени,, С интегратоторов 5 и 7, а также or значения частоты генератора импульсов 12.

Это значит, что стабильность названных выше параметров следует поддерживать лишь на время преобразования, что технически легко осуществимо, Результат преобразования также не зависит от час 1 тоты „=- — выходных колебаний нап- !( ряжения Е (т.) и формы кривой.

Таким образом, отсутствие влияния значений параметров элементов, входящих в преобразовательную цепь, позво ляет повысить точность преобразования действующего значения напряжения в код даже при измерениях в тяжелых производственных условиях. Результат преобразования не зависит от формы кривой и исследуемых колебаний напряжения e (В}.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь действующего значения переменного напряжения, содержащий квадратор, выход которого через первый ключ соединен с входом первого интегратора, переключатель, первый вход которого подключен к шине вкодного сигнала и к входу управления, а выход - к входу квадратора, 73 6 последовательно соединенные второй интегратор и устройство сравнения, выход последнего соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, управляющие входы переключателя, селектора и перво-о ключа соединены с соответствующими выходами блока управления, отп ичающийся тем, что, с цепью повышения точности преобразователя, в него дополнительно введены источник опорного напряжения, второй ключ и цифровое целительное устройство, попчем вход последнего поцключен к вы,.ходу селектора, выход источника опорно го напряжения соединен со вторым входом переключателя„а выход первого интегратора через второй ключ соединен с входом второго интегратора, управляющие входы второго ключа, цифрового делитель ного устройства и первого интегратора соединены с соответствутодими выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мартяшин Л. И„Шаков Э, К., йаяндин В. М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения, М., Энергия, 1976, с. 180

1 81.

2. Авторское свидетельство. СССР № 228332, кп, Н 03 K 13/20, 1968 (прототип) .

ЦНИИПИ Заказ 2446/47 Тираж 99 5 Подписное

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4