Масштабный преобразователь постоянного напряжения

Масштабный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ()750673

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

4

=..1. /Г==-:.=.

«« .::«-,В (6l ) Дополнительное к dBT. свид-ву

3 (22) Заявлено 06.01.78(21) 2565096/24-07 (5 () M. Кл. с присоединением заявки ¹

Н 02 М 3/04

Н 03 G 3/20

Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621. .314. 1 (088.8) по делам изооретеннй и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень Уо 27

Дата опубликования описания 25.07.80 (72) Авторы изобретения

A. М. Солошенко, С. С. Побегайло и A. В. Белоусов

Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов (71) Заявитель (54) МАСШТАБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение предназначено для пропорционального изменения величины входного напряжения и может быть применено в прецизионных измерительных приборах, контрольных и регулирующих электричес5 ких устройствах.

Известные пассивные масштабные преобразователи постоянного напряжения на резисторах обладают следуюшими недостатками: коэффициент передачи их меньше единицы, имеют низкую точность и стабильность преобразования даже при использовании термостатов (Ц .

Известны также активные масштабные преобразователи напряжения, содержашие измерительный усилитель и реэисторный делитель напряжения, образующий цепь последовательной отрицательной обратной связи по напряжению (21.

Такие преобразователи имеют также большую погрешность и нестабильность из-эа неточности изготовления и неста.бильности резисторов делителя напряжения . Этот недостаток еще больше усугубляется при необходимости использования высокоомных резисторов для получения высоких напряжений. В частности прецизионные резисторы типа MPX u

МВСГ имеют точность не более 0,02%, а печатные резисторы не могут быть использованы при высоких напряжениях.

И те и другие обладают недостаточной стабильностью.

Целью изобретения является повышение точности и стабильности масштабного преобразования постоянного напряжения.

Эта цель достигается тем, что в известный преобразователь включены: индуктивный делитель, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения, а две вторичные обмотки, соединенные встречно и последовательно, первая из которых включена между плечами резисторного делителя в выходной контур измерительного усилителя, а вторая — во входной контур; усилитель рассогласования, вход которо7506

3 го подключен к ветви, образованной последовательным соединением второй обмотхи индуктивного делителя и плечом резисторного делителя общим для входного и выходного хонтура измерительного усилителя, исполнительный орган, соеди— ненный с выходом усилителя рассогласования и общим плечом резисторного делителя, которое выполнено изменяемым.

На чертеже показан масштабный пре- 10 образователь постоянного напряжения.

Преобразователь содержит входные клеммы 1 и.2, индуктивный делитель переменного напряжения (ИДПН) 3 с пер-, вичной обмоткой 4, питаемой от генера — 15 тора переменного напряжения 5, и вторичными обмотками 6 и 7, имеющими общую точку и включенными встречно и последовательно. Измерительный усилитель 8 содержит в цепи отрицательной обратной связи {ООС) двуплечий делитель напряжения из резисторов 9 и 10. Одно плечо 9 делителя выполнено регулируе— мым и подключено к общей точке вто— ричных обмотох ИДПН и общей точке измерительного усилителя 8, а другое. плечо 10 — нерегулируемым. Усилитель

8 охвачен последовательной OOC no напряжению. Между плечами 9 и 10 резисторного делителя включена обмотка 6

ИДПН, которая вместе с ними образует выходной контур усилителя. Во входной контур усилителя между входным зажимом преобразователя и регулируемым плечом 9 включена вторая обмотха 35

7 ИДПН.

Регулируемое плечо 9 резисторного делителя напряжения имеет связь с исполнительным органом 1 1, вход которого соединен с выходом усилителя рассогла- 4О сования 12, а вход последнего подключен к ветви, образованной госледовательным соединением регулируемого плеча 9 и второй обмоткой 7 ИДПН.

Выходные клеммы преобразователя 45 имеют обозначения 13 и 14.

Так как преобразователь охвачен последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, то при достаточно большом входном. сопротивлении .усилителя 8 падением постоянного напряжения на обмотке 7 можно пренебречь, и тогда зависимость между выходным и входным напряжениями по постоянному току будет определяться соотношением ч )o+ R6

0ь 406.= кЯ

73 4 где Р,, Р, и Р, — соответственно сопротивление резисторов 9 10 и обмотки 6.

Поскольку обмотки 6 и 7 индуктивного делителя 3 включены встречно, переменное напряжение 0 на резисторе 9 будет включено в противофазе к ЭДС E. „. на обмотке 7.

Разность между ними Ь U =-О U (2), будет усилена усилителем рассогласования

12 и подана на исполнительный орган 11.

Последний, воздействует на величину сопротивления резистора 9 до тех пор, пока b U не станет близким к нулю.

Так хак для выходного контура усилителя 8 индуктивного делителя 3 справедливы соотношения 6 9

9 8. Р +R (3)

Ь- 7 (4) ь где 9/ и ЯЧ, — число витков соответственно в обмтотках 6 и 7, à E — ЭДС в обмотке 6, подставляя первые части этих равенств в уравнение (2), считая разность Ь U равной нулю и сокращения на ь, получают

R9 (5) Подставляя значения обратных величин равенства (5) в равенство (1), получают

° " ь ых= Ь=, (6)

Таким образом, выходное напряжение преобразователя прямо пропорционально отношению числа витков ИДПЯ, которое легко может быть выполнено с очень высокой точностью и является устойчи вым к дестабилизирующим фахторам: изменению температуры, питающих напряжений, старения и т.п. Погрешность и стабильность определяются, в основном параметрами входного сигнала.

Режим работы измерительного усилителя 8 подбирается таким, чтобы его сопротивление по переменному току со стороны выходных зажимов было близким к нулю, Это обстоятельство, а также высокое входное сопротивление усилителя и сведение разности во входном контуре к нулю практически исключают влияние переменного напряжения на точность масштабного преобаразования постоянного напряжения, а коэффи0673

6 повышения точности и стабильности, преобразователь содержит индуктивный делитель, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения, а две вторичные обмотки включены встречно и последовательно, одна из которых между плечами разисторного делителя — в выходной контур измерительного усилителя, а вторая — во

)о входной его контур, а также усилитель рассогласования, подключенный входом к последовательной ветви входного контура измерительного усилителя, образованной общим плечом резисторного дели15 теля и второй обмоткой индуктивного делителя, и исполнительный орган, соединенный с выходом усилителя рассогласования и общим плечом резисторного делителя, которое выполнено изменяемым

Zp 2. Пресбразовательпоп, 1, отличаюшийся тем, что, с целью установки различных значений масштабного преобразования, вторичные обмотки индуктивного делителя переменного напряжения выполнены секционированными и секции снабжены .коммутируюшими элементами.

Источники информации, принчтые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л. И. Линейные электрические преобразователи для измерительньм х приборов и систем, М., Советское радио", 1971, с. 35-36.

2. Волгин Л. И., там же; с. 73-74, фиг. 2.20.

1. Масштабный преобразователь по- 25 . стоянного напряжения, содержащий измерительный усилитель, двуплечий ре— зисторный делитель, одно из плеч которого является общим для входного и выходного контура усилителя, и цепь после- 30 довательной отрицательной обратной связи по напряжению, образованной плечами упомянутого резисторного делителя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью!

4 з 4667/43 одписное

5 75 циент передачи (масштабирования) по постоянному напряжению определяется отношением витков обмоток 6 и 7.

С целью установки различных значе— ний коэффициента преобразования, вторичные обмотки 6 и 7 ИДПН могут быть выполнены секционированными (на чертеже не показано) и секции снабжены коммутирующими устройствами, которые позволяют подключить необходимое число витков обмоток 6 и 7 соответственно к резистору 10 и входному зажиму 2, изменяя тем самым отноше— ние витков.

В качестве исполнительного органа 11 и изменяемого плеча 9 целесообразно использовать соответственно светодиод и фоторезистор. Однако могут быть исполь— зованы и другие варианты устройств, например двигатель и реохорд или термонагреватель и термистор и т.д.

Формула изобретения филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4