Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий элемент сравнения, выход которого соединен с управляющим входом первого переключателя, первый вход которого соединен с входом преобразователя , второй переключатель, входы которого соединены с входом и выходом инвертора, интегратор, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, и фильтр нижних частот, выход которого соединен с выходом преобразователя,о т л и ч а ющ и и с я тем,что,с целью повышения точности, в него введены третий переключатель, триггер, сумматор и два источника раэнополярных постоянных напряжений, выходы которых соединены с входами третьего переключателя , управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения и входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом второго переключателя, выход которого, соединен с первым входом сумматора, второй вход которого сое (П динен -с выходом третьего переключателя и входом интегратора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя, выход которого соединен с входом инвертора, а выход сумматора подключен к второму входу элемента сравнения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В 5 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3278735/18-21 (22) 20. 04. 81 (46) 07.10.83 Бюл. М 37 (72) P.H.Агрест, А.И.дибер, Ib.A.ÏàñûHêoâ и Н.П.Тверитин (71) Витебский завод электроизмерительных приборов им, 60-летия Великого Октября и Новосибирский элек тротехнический институт (53) 621.317.72 (088.8) (56) 1. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напря.жения в постоянное. М., "Советское радио", 1977, с, 126, рис. 3.16.

2. Кори Г., Кори Т. Электронные налоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. М., "Мир", 1967,т.1,с.361,фиг.7.15.(прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ, содержащий элемент сравнения, выход которого соединен с управляющим входом первого переключателя, первый вход которого соединен с входом преобразователя, второй переключатель, входы которого соединены с входом и выходом

„„SU„„1 4 А нвертора, интегратор, выход котоого соединен с первым входом элемента сравнения, и фильтр нижних частот, выход которого соединен с выходом преобразователя,о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий переключатель, триггер, сумматор и два источника разнополярных постоянных напряжений, выходы которых соединены с входами третьего переключателя, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения и входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом второго переключателя, выход которого. соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен. с выходом третьего переключателя и входом интегратора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя, выход которого соединен с входом инвертора, а выход сумматора подключен к второму входу элемента сравнения.. 1046692

30

55 бО

Изобретение.относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании вольтметров и преобразователей переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения с линейной функцией преобразования.

Известно устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратичного значения, которое построено на базе квадрирукнцих устройств с обратной связью по фокальному параметру. Оно содержит формирователь модуля входного канала, к выходу которого подключен квадратичный аппроксиматор на операционных усилителях и фильтр нижних частот, причем вторые входы аппроксиматора и фильтра подключены к входу устройства, а выход фильтра подключен к третьему входу аппроксиматора и выходу устройства 1 J.

Недостатком этого устройства является значительная погрешность преобразования, зависящая от формы входного напряжения, уменьшение которой связано с увеличением количества аппроксимирующих участков, что усложняет устройство.

Наиболее близким к изобретению является измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый инвертор входного сигнала, к входу и выходу которого подключены входы первого переключателя, выход которого через фильтр нижних частот подключен к выходу преобразователя и входу второго инвертора, вход и выход которого .подключены к входам второго переключателя, выход которого подключен к первым входам элемента сравнения и интегратора, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго переключателей, а второй вход интеrpатора подключен к входу первого инвертора (2).

Недостатком этого устройства является значительная погрешность преобразования, складывающаяся из динамической погрешности, вызванной ростом частоты перемены направления интегрирования интегратора при увеличении амплитуды сигнала, и мультипликативной погрешности, вызванной нестабильностью коэффициентов передачи фильтра нижних частот и инверторов, Цель изобретения — повышение точности преобразования путем устранения мультипликативных и частотных погрешностей.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий элемент срав-; нения, выход которого соединен с управляющим входом первого переключателя, первый вход которого соединен с входом преобразователя, второй переключатель, входы которого соединены с входом и выходом инвертора, интегратор, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, и фильтр нижних частот, выход которого соединен с выходом преобразователя, дополнительно введены третий переключатель, триггер, сумматор и два источника разнополярных постоянных напряжений, выходы которых соединены с входами третьего переклю-. чателя, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения и входом триггера, выход ко- торого соединен с управляющим входом второго переключателя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего переключателя и входом интегратора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с вторым входом первого пере ключателя, выход которого соединен с с вторым входом первого переключателя, выход которого соединен с входом инвертора, а выход сумматора подключен к второму входу элемента сравнения.

На чертеже приведена блок-схема из мери тел ь но го преобр аз о в ат еля переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит переключатель 1, выход которого соединен с входом интегратора 2 и первым входом сумматора 3, второй вход которого соединен с выходом переключателя 4, а выход — с первым входом элемента 5 сравнения, выход которого соединен с управляющими входами переключателей 1 и 6 и входом триггера 7, выход которого соединен с управляющим входом переключателя

4, к первому входу которого подключен выход инвертора 8, вход которого подключен к второму входу переключателя 4 и выходу переключателя 6, первый вход которого подключен к входу преобразователя, а второйк выходу преобразователя и выходу фильтра 9 нижних частот, вход которого соединен с выходом интегратора 2 и вторым входом элемента 5 сравнения„ а к входам переключателя 1 подключены выходы источников 10, 11 разнополярных постоянных напряжений +Ea и -Ео.

Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следукицим образом.

1046692.

Составитель Е.Борзов

Редактор Т.Портная Техред A.Áàáèíåè Корректор С. Шекмар

Заказ 7723/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Входной и выходной сигналы формирователя поочередно через пере,ключатель б поступают на вход инвертора 8 и с его входа и выхода на входы переключателя 4. На выходе переключателя 4 образуется двуполяр- 5 ный сигнал ступенчатой формы, амплитуда которого последовательно рав+Us + 0 Ы, - UW - U e где входной сигнал преобразователя, а его выходной сигнал. Длительность ступенек каждой амплитуды определяется промежутками времени между последовательными срабатываниями элемента 5 сравнения, а изменение знака после прохода входного и выходного сигналов тем, что переключатель 4 переключается вдвое реже, чем переключатель б, так как на его управляющий вход импульсные управления с выхода элемента 5 сравнения поступают через триггер 7. Ступенчатый сигнал с выхода переключателя

4 поступает на первый вход сумматора 3, на второй вход которого с выхода переключателя 1 поступает ступенчатый сигнал, амплитуда которого 25 равна +Ео и -E (выходным постоянным. напряжением источников 10 и 11), а длительность ступенек одинакова с длительностью ступенек сигнала

"на первом входе, так как переключа- 3О ,тели 1 и б переключаются синхронно одним и тем же сигналом с выхода элемента 5 сравнения. На выходе сум-, матора 3 образуется ступенчатый сигнал, амплитуда которого последовательно равна Ео+О„, -Ео " ВЬн °

Eо- ОХ, -Ео- 0 х, а длительность ступейек равна длительности ступенек входных сигналов. Выходной сигнал сумматора поступает на первый вход элемента 5 сравнения, на второй вход которого поступает выходной сигнал интегратора 2. Интегратор 2 последовательно интегрирует выходное напряжение переключателя 1 ступенчатой формы с амплитудой Е, и -Е, на его выходе появляется треугольйое напряжение, тангенс угла наклона которого равен + Е /, где — постоянная интегрирования интегратора, а амплитуда — амплитудам ступенчатого напряжения на первом входе элемента

5 сравнения, так как срабатывание элемента 5 сравнения и, следовательно, переключение переключателей 1 и б происходит при равенстве выходных напряжений сумматора 3 и интегратора 2. Выходное треугольное напряжение интегратора усредняется фильтром 9 нижних частот и поступает на выход преобразователя. Зная амплитуду и угол наклона выходного треугольного напряжения интегратора, нетрудно определить его среднее значение и,следовательно, выходнЬе напряжение преобразователя, которое равно 4 х„

Введение в измерительный преобразователь двух источников разнополярного напряжения, подключенных через дополнительный переключатель к входу интегратора, позволяет исключить влияние дрейфа нуля интегратора на погрешность преобразования. Введение сумматора, триггера и новых связей позволяет использовать для прохождения входного и выходного сигналов одни и те же цепи: переключатели, инвертор и сумматор, что приводит к исключению мультипликативной погрешности преобразователя и, в целом, к существенному повышению точности.