Циврофой измеритель действующего значения напряжения

Циврофой измеритель действующего значения напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Сееетскнк

Соцнаектнчеснни

Уесаублни (61) Дополиительиое к авт. сеид-еу— (22) Заявлено 0109.7б (23 } 2402905/18-21 (51) М. КЛ. с присоедииеиием заявки М (23) Приоритет

G 01 R 19/02

Государственный коиятет

СССР во даааи нзобветеннй н открытка

Опубликовано 23,12.80. Бюллетень Ио 47 (53) ДК 621.317.

° 3(088.8) Дата опубликоваиия описания 2312.80 (72) Автор изобретения

Ю.С. Мальцев

Р1) Заявитель (S 4 ) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначе- но для использования при построении вольтметров и амперметров, реагирующих на напряжения и токи произвольной формы.

Известен цифровой измеритель действующего значения напряжения, осуществляющий равномерное сравнение измеряемого напряжения с напряжением © обратной связи и предусматривающий применение в качестве блока сравнения электротеплового преобразователя с квадратичной характеристикой (1) .

Недостаток известного устройства 15 заключается в значительной инерционности, поскольку для обеспечения точности измерения напряжения с искаженной формой кривой приходится использовать термопреобраэователь 20 с большой постоянной времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель действующего значения напряжения, содержащий 25 коммутатор, один их входов которого соединен со входом устройства, а выход через широкополосный усилитель - co входом квадратичного детектора, частотный преобразователь, вы- 30 ход которого подключен ко входу реверсивного счетчика и через частотный детектор — к другому входу коммутатора, блок отсчета, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика (2)

Недостаток указанного устройства также связан с существенной инерционностью, обусловленной свойствами квадратичного детектора.

Цель изобретения — превышение быстродействия измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель действующего значения напряжения, содержащий коммутатор, один из входов которого соединен со входом устройства, а выход через широкополосный усилитель — co входом квадратичного детектора, частотный преобразователь, выход которого подключен ко входу реверсивного счетчика и через частотный детектор — к другому входу коммутатора, блок отсчета, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, введены первый нелинейный элемент с характеристикой вида y- =x (х)„ второй нелинейный элемент с характеристикой вида у = + /(х7 и блок дифФ

789786

Ференцирования, причем входы первого нелинейного элемента и блока дифференцирования подключены к выходу квадратичного детектора, выход блока дифференцирования соединен со входом второго келинейного элемента, а выхо.ды обоих нелинейных элементов подключены ко входу частотного преобразователя.

На фиг. 1 представлена Функциональная схема предложенного цифрового измерителя действующего значения напряжения, ка фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие переходный процесс в устройстве при скачкообразном измерении измеряемого напряжения.

В состав измерителя (фиг.1) входят коммутатор 1, широкополосный усилитель 2, квадратичный детектор

3, блок 4 дифференцирования, нелинейный элемент 5 с характеристикой вида у = g l(х}, частотный преобразователь б, нелинейный элемент 7 с характеристикой вида у = x (x)Ä частотный детектор 8, реверсивкый счетчик 9, цифровой блок 10 отсчета.

Кроме того, ка схеме отмечены управляющий генератор 11 и делитель 12 частоты, определяющий время интегрирования в блоке 10 отсчета.

Работа устройства происходит следующим образом.

Измеряемое напря>кение И< и напряжение U, обратной связи поочередно через коммутатор 1 и широкополосный усилитель 2 поступают на вход квадратичного детектора 3 (например, на нагреватель термопреобразователя).

Переменная составляющая выходного напряжения квадратичного детектора 3 частоты коммутации, пропорциональная разности квадратов действующих значений напряжения U„H U через блок 4 дифференцирования и нелинейный элемент 5 воздействуют на вход частотного преобразователя б. Эта же переменная составляющая через . нелинейный элемент 7 также поступает ка вход частотного преобразователя б с неподавленной начальной частотой.

Нелинейный элемент 5 имеет характеристику вида у = + К(х7, а нелинейный элемент 7 — характеристику вида у = х (х). Нелинейный элемент

5 может быть выполнен, например, в ниде усилителя, который при больших сигналах на входе заходит в область насыщения, а нелинейный элемент 7 — в виде двух диодов, включенных встречно-параллельно.

Частота выходного напряжения частотного преобразователя 6 оказывается промодулированной частотой коммутации. Выходное напряжение частотного преобразователя 6 поступает на частотный детектор 8, выделяющий пере:менное напряжение частоты коммутации, которое и используется в устройстве в качестве напряжения обратной, связи 0 < .

Одновременно выходное частотномодулированное напряжение частотного преобразователя 6 поступает на реверсивный счетчик 9, выход которого связан с блоком 10 отсчета.

Повышение быстродействия предложенного измерителя по сравнению с известными устройствами объясняется следующим образом. Рассмотрим процесс установления напряжения U на входе частотного преобразователя б в случае скачкообразного изменения измеряемого напряжения Ug(фиг. 2). В результате такого измерения выходкой сигнал квадратичного детектора изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой его инерционными свойствами. Для распространенных квадратичных детекторов постоянная времени весьма существенна, поэтому показания блока отсчета в известных устройствах устанавливаются не сразу после изменения напряжения U <, а через некоторый промежуток времени t (кривая о ).

Аналогичное скачкообразное изменение напряжения U â случае применекия предложенного измерителя приводит также к экспоненциалькому изменению выходного сигнала квадратичного детектора. При этом на вход частотного преобразователя б воздействуют через нелинейный элемент 7 выходное напряжение квадратичного детектора 3 и выходное напряжение нелинейного элемента 5, определяемое скоростью изменения выходного сигнала,квадратичного детектооа 3.

При больших значениях разности

U -Uq большее влияние на частотный пр1еобразователь 6 оказывает производная выходного сигнала квадратичного детектора 3, что обеспечивается применением в цепи блока 4 дифференцирования нелинейного элемента 5.

При относительно малых значениях

U 0„,большее влияние на частотный преобразователь 6 оказывает сам вы- ходной сигнал квадратичного детектора 3, что обеспечивается нелинейным элементом 7.

Подобное воздействие ка частотный преобразователь 6 приводит к уменьшению времени переходного процесса в предложениом измерителе до значения t < t (кривая б ).

Формула изобретения

Цифровой измеритель действующего значения напряжения, содержащий коммутатор, один из входов которого соединен со входом устройства, а выход через широкополосный усилитель — co входом квадратичного детектора, час-. тотный преобразователь, выход которого подключен ко входу реверсивного

78978б и, М

Составитель Л. Морозов

Редактор Г. Волкова Техред М.Петко Корректор О. Билак

Заказ 9027/40 Тирам 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Умгород, ул. Проектная, 4 счетчика и через частотный детектор к другому входу коммутатора, блок отсчета, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, о тл и ч а ю шийся тем,что, с целью повьпцения быстродействия, в него введены первый нелинейный элемент с характеристикой вида у = х (х), второй нелинейный элемент с характеристикой вида у = т Кх) и блок дифференцирования, причем входы первого нелинейного элемента и блока дифференцирования подключены к выходу квадратиц ого детектора, выход блока ъ дифференцирования соединен со входом второго нелинейного элемента, а выходы обоих нелинейных элементов подключены ко входу частотного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М., "Советское радио", 1971, с. 192-193.

2. Авторское свидетельство СССР

9 21á135, кл. G 01 R 19/02, 1967.