Дифференциальный указатель

Дифференциальный указатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е () 953579

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву № 868605

Союз Советских

Социалистических

Республик (5l)M. Кл.

Я 01 К 19/10 (22) Заявлено 22 09.80 (2l ) 29834 13/18-2 1 с прнсоелнненнем заявки №(23) Приоритет—

Опублнковано23.08.82. Бюллетень № 3 1

)ооударстеснный комнтет

СССР оо делам изобретений н отнрытнй (53) УДК 621. .3 17.7 (088.8) Дата опубликования описания 26.08.82

Б. Л. Грошев (72) Авто.р изобретения

Научно-исследовательский институт электронной;интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и Ррдена

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (7!) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может, в частности, использоваться в качестве высокочувствительного дифференциального указателя или нуль-индикатора в метрологических установках для проверки масштабных устройств.

По основному авт. св. № 868605 известен дифференциальный указатель, содержащий первый блок сравнения, два входа которого соединены с входными клеммами, и синхронный детектор, управляющий вход которого через формирователь коммутирующего напряжения соединен с первым входом первого блока срав- 1> некии, а выход через усилитель постоянного тока соединен с выходной клеммой, а также последовательно соединенные первый регулирующий блок, вход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, преобразователь, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряже ния, и усилитель рассогласования, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго регулирующих блоков, причем вход второго регужгрующего блока соединен с вьа одом первого блока сравнения, à его выход - с входом синхронного детектора (1) .

Недостатком данного дифференциального указателя является погрешность измере ния, обусловленная фазовыми сдвигами входных напряжений.

Оценим значение этой погрешности.

Выходное напряжение первого блока сравнения Ц можно записать:

: Ос 0„-Ч 0 «пы -"g «п(4 +у), (() где ф - фазовый сдвиг между входными напряжениями U 1 и 0

Используя формулу разложения синуса суммы и полагая, что U „= ll < = LI, пО лучим:

Ц U((1-cost)) 5 R 4lt.-ñoüû1 G

Поскольку синхронный детектор не реагирует. на квадратурную составляющую входного напряжения, et 0 выходное напряжение Og равно:

" = U (4-cog q$Ä ) где К вЂ” коэффициент пропорциональности. i

Из формулы}(3) видно, что при подаче на вход устройства равных напряжений

Li1 =li,=0, но сдвинутых на угол ф, выход10 ходное напряжение дифференциального указателя не равно нулю. Это приводит к недопустимой величине погрешности, кото рая определяется выражением:

U — = (4-СОЯ Ц>) — ()

Приближер ое равенство справедливо для малых (. Например, при р =2 погрешо ность измерения достигает 0,061%;

Бель изобретения - повышение точнос ти измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный указатель введен суммBTОр два входа koTopop0 соединены с входами первого блока сравнения; а вы-ход - с входом формирователя коммутиру юшего напряжения.

На чертеже приведена блоксхема циф» З ференциального указателя.

Устройство содержит первый блок 1 сравнения, два выхода которого соединены с входными клеммами, и синхронный детектор 2, управляющий вход которого со."ед1п ен с выходом формирователя 3 коммутирующего напряжения, а выход - через усилитель 4 постоянного тока соединен с выходной клеммой, а также последовательно соединенные первый регулирующий блок

5, вход которого соецинен с первым входом первого блока 1 сравнения, преобра зователь 6, выход которого соединен с первым входом второго блока 7 сравнения, второй вход которого coeцинен с источни ком 8 опорного напряжения, и усилитель 45

9 рассогласования, выход которого соедыпен с управляющими входами первого 5 и второго 10 регулирующих блоков, вхоц . второго регулирующего блока 10 соединеН с выходом первого блока 1 сравнения, а 50

его выход - с входом синхронного детектора 2, причем входы дополнительного сумматора 11 соединены с входами первого блока 1 сравнения, а ег о выход - с входом формирователя 3 коммутирующего 55 н апряжени я, Устройство работает следующим обра» зом.

79 4

Первый блок 1 сравнения выделяет разность входных напряжений, значение и фаза которой определяется разностью модулей и разностью фаз входных напряжений, и описывается выражением .(1).

Поскольку дифференциальный указатель измеряет относительную разность входных напряжений, первый регулируующий блок 5, преобразователь 6, второй блок !

7 сравнения, источник 8 опорного напря жения, делите ль рассогласования. 9 и ьторой регулирующий блок 10 осуществляют нормирование коэффициента передачи и представляют собой автоматическую систему регулирования.

Нормированное раэностное напряжение преобразуется с помощью синхронного детектора 2 и усиливается усилителем постоянного тока 4. Однако, в отличие от известного устройства, коммутирующее напряжение формируется из суммы входных напряжений:

: ti»=(U„ t U>) k+ - ..lincoln cot- (исааф

con cot.sin y), (5)

Поскольку амплиту да коммутирующего напряжения нормируется формирователем коммутирующего напряжения 3, рассмотрим его фазу =aгсt Р 1

1+ со Я) 2 (6)

Проведем анализ фазовой погрешности предложенного устройства по аналогии с проделанным выше для известного.

В этом случае, выходное напряжение синхронного детектора 2 Ug равное проекции его входного напряжения на коммутирующий вектор, определяется выражением:

ll1:» U(l1-con V) сОБ — s-sinter si n — )

Ч 4

Р— k U, (6

По аналогии с .выражением (4) погрешности измерения о запишется: + .з

16 (7)

Сравнения (7) и (4) показывают, что в предложенном устройстве выигрыш в точности весьма значительный. В часто ности для тех же 2 расчетная погреш- ность о = 0,0000 1%, т.е . пренебрежимо мала, в то время как в известном устройстве она составляет 0,061%, Таким образом,предлагаемое устройст во позволяет за счет введения жесткой связи между фазой.коммутирукнпего напряжения

5 9 и фазовым сдвигом между сравниваемыми напряжениями, а именно с помощью введения дополнительного сумматора, уменьшить фазовую погрешность измерения, и тем самым повысить et о точность.

Формула изобретения

Дифференциальный указатель по авт. св. % 868605, о т л и ч а ю ш и и с я

53579 6 тем, что, с целью повышения точности, в него введен .сумматор, два входа которого соединены с входами первого блока сравнения, а выход - с входом формирователя коммутирующего напряжения.

Истачники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 868605, кл, G 01 R 19/10>

i а 18.0 1.80.

Составитель В. Костин

Редактор А. Козориз Техред З.Палий, Корректор B. Бутяга вв

Заказ 627ll74 Тираж 717 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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