Линейный преобразователь действую-щего значения переменного напряженияв постоянное

Линейный преобразователь действую-щего значения переменного напряженияв постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик;

oii822057

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180779 (21) 2797143/16-21 с присоединением заявки ¹ (53)М К„З

G 01 и 19/24 . (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0481. Бюллетень Hо 14 (53) УДК 621. 317. .7(088.8) Дата опубликования описания 150481

Ульяновский политехнический институт (71) Заявитель ключатель, выходы которого соединены со входами, соответственно, первого и второго запоминающих устройств, а вход — с выходом дифференциального усилителя, .один из входов кото.рого подключен к выходу электротеплового преобразователя, блок управления переключателями (2) .

Однако, такой преобразователь име1О ет значительную погрешность от нелинейности из-за отличия функции преобразования электротепловсго преобразователя оТ квадратичной и изменения напряжения запоминающего устрой15 ства в режиме хранения.

Цель изобретения .- повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в линейный преобразователь дейст20 вующего значения переменного напряжения в йостоянное,содержащий электротепловой преобразователь, дифференциальный усилитель постоянного тока, первое и второе запоминающие устройства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом устройства, второй синхронный переключатель, выходы которого соединены со входами, соответственно, ЗО первого и второго запоминающих уст»

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для построения точных аналоговых и цифровых вольтметров действующего значения переменно-. го напряжения.

Известен линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий электротепловой преобразователь, усилитель постоянного. тока, запоминающее устройство, индикатор и два синхронных переключателя (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная дрейфом нуля усилителя постоянного тока и неквадратичностью функции преобразования электротецлового преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности является линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий электротепловой преобразователь, дифференциальный усилитель постоянного тока, первое и второе запоминающие устройства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом .устройства, второй синхронный пере(54) ЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЧСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

822057 ройств, а вход — с выходом дифференциального усилителя, один из входов которого подключен к выходу электротеплового преобразователя, блок управления переключателями, введены . сумматор, выход которого соединен со входом электротеплового преобразователя, один из входов подключен к выходу первого запоминающего устройства, а другой — к выходу первого переключателя, источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу дифференциального усилителя, и модулятор, вход которого соединен со входом второго запоминающего устройства, а выход — со вторым входом первого переключателя.

На чертеже представлена схема предлагаемого линейного преобразователя 2.=йствующего значения переменного напряжения в постоянное.

Линейный преобразователь действую- 20 щего значения переменного напряжения в,постоянное содержит электротепловой преобразователь 1 (например термопреобразователь, терморезистор), соединенный с одним из входов диффе- 5 ренциального усилителя 2 постоянного тока с большим коэффициентом усиления и с выходом сумматора 3, к одному из входов которого подключен выход запоминающего устройства 4, источник 5 опорного напряжения, подключенный к другому входу дифференциального усилителя 2 постоянного тока, второе запоминающее устройство 6, соединенное с модУлятором 7 блок 8 35 управления переключателями, первый синхронный переключатель 9, выход которого подключен к другому входу сумматора, а один из входов соединен с .выходом модулятора, второй синхронный переключатель 10, вход которого 40 соединен с выходом дифференциального усилителя 2 постоянного тока, а выходы — co входами запоминающих устройств 4 и 6.

Работа линейного преобразователя действующего значения переменного напряжения s постоянное осуществляется в два такта. B первом такте контакты переключателей 9 и 10 находятся в положении приведенном на чертеже. На вход электротеплового преобразователя 1 поступает измеряемое напряжение 0 и напряжение с выхода запоминающего устройства 4. На выходе дифференциального усилителя 2 устанавливается напряжение

E = K (Vo -el× (K„E„ + Нг)), (1) где К коэффициент усйления дифференциального усилителя 2; коэффициент передачи модулятора 7; 60

К вЂ” коэффициент передачи запоминающего устройства 4;

U — напряжение источника 5 опор0 ного напряжения;

B=<чf(< /-. функции преобразования

2 электротеплового преобразователя 1.

Напряжение на выходе электротеплового преобразователя 1 при этом

u =uo - —" (2)

Е1

1 К

Очередной импульс блока 8 управления перекоммутирует контакты переключателей 9 и 10 в другое положение, начинается второй такт работы устройства. Вход запоминающего устройства 8 с помощью переключателя 10 отключается от схемы и на его выходе фиксируется напряжение К Е в течение

1 1 всего второго такта работы устройст-. ва.

Теперь на вход электротеплового преобразователя 1 поступает напряжение запоминающего устройства 4 и переменное напряжение с выхода модулятора 7, который позволяет осуществить квадратурное сложение сигналов в сумматоре 3.

Напряжение на выходе усилителя 2 во втором такте

Е =К (uo - ГР(К-,Е„(1+1) + P E„}), (3) где d"=дЕ/Е и дŠ— соответственно отl носительное и абсолютное изменение напряжения на запоминающем конденсаторе запоминающего устройства 4, возникающее из-за различных утечек.

Напряжение Е2 с выхода дифференциального усилителя 2 запоминается во вспомогательном запоминающем устройстве 6, выход которого является выходом преобразователя.

Напряжение на выходе электротеплового преобразователя" 1 во втором такте можно определить из формулы (3)

Нг = "О

Ег

К (4)

Из выражений (2) и (4) следует, что. иг = О„+ — (Ег - =„), 1 при К»t, U U ;

Следовательно, в предлагаемом устройстве электротепловой преобразователь 1 работает в режиме стабилизации температуры подогрева, чем обеспечивается более высокая точность и линейность .преобразовайия. действительно, с учетом равенства (1) и (3) функция преобразования устройства где нч(.) (" — „ — „,- } (М есть погрешность от нелинейности

Я функции преобразования.

822057.В выражении (6) И =К Е +u "р0%1. (7)

Я. 2 2

ll" 1 1

-входное напряжение электротеплового преобразователя 1.

Анализ формулы (б) показывает, что электротепловой преобразователь 1 работает в одной точке характеристики (режим стабилизации температуры подогрева), которая определяется выбором U0. Погрешность от нелинейности практически не зависит от вида функции преобразования электротепло- 10 вого преобразователя 1.

В предлагаемом устройстве также снижена погрешность преобразования, вызванная нестабильностью величины

Е, хранящейся в запоминающем устрой- !5 У стве 4 во втором такте.

Относительная погрешность конденсаторного запоминающего устрой ства

20 где t — время разряда время второго такта работы устройства);

С вЂ” емкость конденсатора памяти; 2

U — напряжение на конденсаторе памяти; . R - сопротивление утечки конМ денсатора памяти;

J — ток утечки элементов, поду ключенных к конденсатору

1 памяти в режиме хранения.

Из приведенного выражения следует, что погрешность конденсаторного запоминающего устройства уменьшается с увеличением U

В известном устройстве 0 = U, в предлагаемом устройстве Uc. - =Е„.

Как следует из (7) при U O, Е1- Оп .

Следовательно, относительная погреш- ность запоминающего устройства 4 40 при малых входных сигналах в 10-50 раз меньше, чем в известном.

Таким образом, предложенное изоб-.

-ретение позволяет снизить погрешности, обусловленные неквадратичностью функции преобразования электротеп.лового преобразователя и изменением напряжения конденсаторного запоминающего устройства в режиме хранения при.малых входных сигналах, тем самым повысить точность преобразования.

Формула и обретения

Линейный преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий электротепловой преобразователь, дифференциальный усилитель постоянного тока, первое и второе запоминающие устройства, первый синхронный переключатель, один из входов которого соединен со входом устройства, второй синхронный пере,. ключатель, выходы которого соединены со входами, соответственно, первого и второго запоминающих устройств, а вход — с выходом дифференциального усилителя, один из входов которого подключен к выходу электротеплового преобразователя, блок управления переключателями, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены сумматор, Выход которого соединен со входом электротеплового преобразователя, один из входов подключен к выходу первого запоминающего устройства, а другой — к выходу первого переключателя, источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу дифференциального усилителя, и модулятор, вход которого соединен со входом второго запоминающего устройства, а выход — со вторым входом первого переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бешкарев A Â. и Погов В. С.

Автоматические измерительные преобразователи, основанные на методе замещения. Информационно-измерительная техника. Труды МЭИ. вып.254, М ., 1975, ри . 1.

2. Авторское свидетельство СССР

9 513322, кл. G 01 R 19/22, 28.05.76 (прототип), 822057

Составитель Д. Ходырев

Редактор А. Долинич Техред Н.Вабурка Корректор Г.Назарова

Заказ 1840/68 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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