Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. В ПОСТС ННОЕ, содержащий первый и второй термопреобразователи с нагревателями и термопарами, первый резистор, включенный между выводом нагревателя первого термопреобразователя и входом преобразователя, первый дифференциальный усилитель, между входами котсчрого включены соединенные , встречно-последовательно термопары термсмтреобразоватепей, а выход первого дифференххиального усилителя соединен с выходом преобIразователя и через второй резистор подключен к нагревателю второго термопреобразователя , а свободные выво-. ды нагревателей соединены с общей ьшной, второй дифференциёшьный усилитель , выход соединен с третьим резистором, а один из вхо-: дов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор, отличающийся тем, что, с целью расшире иия динамического диапазона входного сигнала и повьшения надежности, в него введе{«:1 сумматор и дифференцирующее устройство, при вход -дифференцирующего устройства соединен с одним из входов су|«4атора, свободньм выводом третьего резистора и точксМ соединения входа первого дифф енциапьного усилителя с выводом те1и юпары первого термопреобразователя , .выход дифференцируищего устройства соединен с другим вкопом сумматора, выход eyi«iaTopa соединен с другю« входом второго дифференциального усилителя, выход которого через резистор соединен с точкой соедцинення первого дифференциального усилителя с вывсдсж терм ятары термопреобразоваСП тепя, а объединен ШзЮ выводы термопар термопреобразователей соединены оо с общей шиной. sj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYEiËÈК

„„Su„„1057870 A

3(5п 01 R 19/22

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3488589/18-21 (22) 18.08.82 ) (46 ) 30.11.83. Бюл. 944 (72) С.А. Андрусяк, В.И. Боднарук и В.И. Матвиив (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Алексеенко A.Ã. и др. Применение презнционных аналоговых ИС.

И., "Радио и связь", 1981, с.113, рис.3.33а.

2 ° Заявка Великобритании 91138932 кл. Q 1 Ч, 1969 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЯСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕИЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ °

В ПОСТОЯННОЕ, содержащий первый и второй термопреобразователи с нагревателями и термопарами, первый резистор, включенный между выводом нагревателя первого термопреобраэователя и входом преобразователя, первый дифференциальный усилитель, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термопары термопреобразователей, а выход первого дифференциального усилителя соединен с выходом преоб разователя и через второй резистор подключен к нагревателю второго термопреобразователя, а свободные выво-. ды.нагревателей соединены с общей шиной, второй дифференциальный усилитель, выход которого соединен с третьим резистором, а один иэ вхо-. дов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона входного сигнала и повышения надежности, в него введены сумматор н дифференцирующее устройство, при этом вход дифференцирующего устройства соединен с одним из входов сумматора, свободная выводом третьего резистора и точкой соединения входа nepsoro дифференциапьного усилителя с вы- Я водам термонары первого термопреоб» разователя, . выход дифференднруьааего устройства соединен с другим входом сумматора, выход сумматора соединен с другим входом второго дифференциального усилителя, выход которого 9 через четвертый резистор соединен с точкой соединения первого дифференциального усилителя с выводом („, термопарн второго термопреобразова- р теля, а объединенные выводы термопар термопреобраэователей соединены с общей шиной. ОО

1057870

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в электронных вольтметрах эффективного значения переменного напряжения.

Известен преобразователь дейст- 5 вующего значения переменного напряже,— ния в постоянное> содержащий два термопреобразователя с нагревателями и термопарами и дифференциальный усилитель, между входами которого под-- 10 ключены соединенные встречно-последовательно термопары термопреобразователей, а к выходу подключен нагреватель одного иэ термопреобразователей, при этом нагреватель дру- 15 гого термопреобраэователя соединен с входом преобразователя 1 $.

Известный преобразователь имеет недостаточно широкий динамический диапазон входного сигнала, так как у не-;р го не стабилизируются температурные рабочие точки термопреобразователей. Наиболее блиэким к изобретению по технической сущности является преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй.термопреобразователи с нагревателями и термо- парами, первый резистор, включенный между выводом нагревателя первого термопреобразователя и входом преобразователя, первый дифференциальный усилитель, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термопары термопреобразователей., выход первого дифференциального З5 усилителя соединен с выходом преобразователя и через второй резистор подключен к нагревателю второго термопреобразователя, а свободные выводы нагревателей соединены с общей . 40 шиной, второй дифференциальный уси- литель, выход которого соединен с третьим резистором, а один иэ входов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения и четвертыя 45 резистор Г2 3.

Однако такой преобразователь имеет недостаточно широкий динами ческий диапазон в области больших значений входных сигналов из-за перегрузки термопреобраэователей.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона входного сигнала и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное, содержащий первый и второй термопреобразователи с нагревателями и термопарами, первый резистор, включенный между выводом нагревате- ® ля первого термопреобразователя и. входом преобразователя, первый.дифференциальный усилитель, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термопары термопреобразователей, а выход первого дифференциального усилителя соединен с выходом преобразователя и через второй резистор подключен к нагревателю второго термопреобраэователя, а свободные выводы нагревателей соединены с общей шиной, второй дифференциальный усилитель, выход. которого соединен с гретьим резистором, а один из входов связан с выходом источника опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор, дополнительно введены сумматор и дифференцирующее устройство, при этом вход дифференцирующего устройства соединен с одним из входов сумматора, свободным выводом третьего резистора и точкой соединения входа первого дифференциального усилителя .с выводом термопарй первого термопреобраэователя, выход дифференцирующего устройства соединен с другим входом сумматора, выход сумматора соединен с другим входом дифференциального усилителя, выход которого через четвертый резистор соединен с точкой соединения первого дифференциального усилителя с выводом термопары второго термопреобразователя, а объединенные выводы термопар термопреобразователей соединены с общей шиной.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема преобразователя действующего значения переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное содержит первый и второй термопреобраэователи 1 и 2 с нагревателями 1.1 и 2.1 и термопарами

1.2 и 2.2, первый резистор 3, включенный между выводом нагревателя

1.1 первого термопреобразователя 1 и входом преобразователя, первый дифференциальный усилитель 4, между входами которого включены соединенные встречно-последовательно термо- пары 1.2 и 2,2 термопреобразователей

1 и 2, а выход первого дифференциального усилителя 4 соединен с выходом, преобразователя и через второй резистор 5 подключен к нагревателю

l2,1 второго термопреобразователя 2, свободные выводы нагревателей 1.1 и 2.1 соединены с общей шиной, второй дифференциальный усилитель б, выход которого соединен с третьим резистором 7, а один из входов связан с выходом источнйка 8 опорного постоянного напряжения, и четвертый резистор 9. В преобразователь дополнительно введены сумматор 10 и дифференцирующее устройство 11, при этом вход последнего соединен с одним из входов сумматора 10, свободным выводам третьего резистора 7 и точкой соединения входа первого дифференци" ального усилителя 4 с выводом тер1057870 мопары 1.2 первого термопреобразователя 1, выход дифференцирующего устройства 11 соединен с другим входом сумматора 10, выход сумматора 10 соединен с другим входил второго дифференциального усилителя б, выход которого через четвертый резистор 9 соединен с точкой соединения первого дифференциального усилителя 4 с выводом термопары 2.2 второго термопреобразователя 2, а объединенные выво- 10 ды термопар 1.2 и 2.2 термопреобразователей 1 и 2 соединены с общей шиной.

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

В отсутствии входного сигнала напряжение на выводах термопары 1.2 термопреобразователя 1 и на соответствующем входе второго дифференциального усилителя б отсутствует.

Вследствие наличия на другом входе второго дифференциального усилителя б выходного постоянного напряжения источника 8 опорного постоянного напряжения, на выходе второго дифференциального усилителя б также имеется напряжение, под действием которого через термопары 1.2 и 2.2 термопреобразователей 1 и 2 протекает разогревающий их ток. По мере прогрева термопар напряжение на термопаре 1.2 возрастает, а разность входных напряжений второго дифференциального усилителя 6 уменьшается, вследствие чего уменьшается его выходное напряже- З5 ние и ток разогрева термопар 1.2 и

2.2. При увеличении напряжения на термопаре 1.2 до выходного напряжения источника 8 опорного постоянного напряжения ток разогрева термопар 40

1.2 и 2.2 становится равным нулю, а термопреобразователи 1 и 2 разогреваются до температуры, при которой преобразование сигналов оптимально и которая задается выходным напряже- 45 кием источника 8 опорного постоянного напряжения. При уменьшении температуры термопреобразователей 1 и 2 уменьшается напряжение на термопа.ре 1.2 и соответствующем входе второго дифференциального усилителя б., что приводит к увеличению напряжения на его выходе и к увеличению тока разогрева термопар 1.2 и 2.2.

При подаче сигнала на вход.преобразователя нагреватель 1.1 термопреобразователя 1 нагревает термопару

Й.2 и на ее выводах увеличивается напряжение, прикладываемое к соответствующему входу первого дифференциального усилителя 4. На выходе первого бО дифференциального усилителя 4 увеличивается напряжение до такого уровня, что ток, протекающий через нагреватель 2.1 термопреобразователя

2 вызывает его нагрев и соответствующее увеличение напряжения на термопаре 2.2 термопреобразователя 2, при котором разность между напряжениями на входах первого дифференциального усилителя 4 стремится к нулю.

Поскольку термопреобразователь 1 преобразует действующее значение напря|жения входного сигнала в постоянное ,напряжение, то и выходное постоянное напряжение преобразователя пропорционально действующему значению входного сигнала. При дальнейшем повышенин входного сигнала напряжение на термопаре 1.2 термопреобразователя

1 превыаает выходное напряжение источника 8 опорного постоянного напря- жения, поэтому напряжение на выходе второго дифференциального усилителя б и ток, протекающий через его выход и термопары 1.2 и 2.2, меняют знак.

При этом выходной ток второго дифференциального усилителя б вызывает охлаждение термопар 1.2 и 2.2 вследствие эффекта Пельтье, чем противодействует их перегреву нагревателями за счет входного сигнала и уравновешивающего выходного сигнала преобразователя. Таким образом,. температурная рабочая точка термопреобраэователей 1 и 2 стабилизируется при больших уровнях входных сигналов, что позволяет избежать перегрузки термопреобразователей 1 и 2 и .расширить динамический диапазон входного сигнала.

Напряжение с термопары 1.2 термопреобразователя 1 поступает на вход второго дифференциального усилителя

6 через сумматор 10, а на другой вход сумматора 10 подается напряжение с выхода дифференцирукицего устройства 11, пропорциональное скорости изменения напряжения термопары 1.2.

Следовательно, выходное напряжение второго дифференциального усилителя

6 и его выходной ток, вызывающий разогрев или охлаждение термопар 1.2 и 2.2 зависят от скорости изменения входного сигнала, что.также способствует расширению его динамического диапазона. Выход. источника опорного постоянного напряжения может быть подключен к входу второго дифференциального усилителя через термоком" пеиаированный делитель, что обеспечивает стабильную работу-преобразователя в диапазоне температур.

Составитель A. Пучковский

Редактор И. Ткач Техред Ж. Кастелевич КОрректор О. Билак

Закаэ 9578/47 Тираж 710 Под исное

ЭНКИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иооква, Ж-35, Раунская наб., д..4/5

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