Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное по уровню эффективного значения

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ПО УРОВНЮ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ , содержащий пиковый детектор, вход которого соединен с первым входом первого порогового блока и входной шиной преобразователя , .д выход - с входом генератора треугольного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом модулятора , вьлход которого соединен с первым входом второго порогового блока, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора треугольного напряжения, вторым входом первого порогового бло.ка и входом клют ча, выход которого соединен через интегрирующий усилитель с выходной шиной преобразователя и вторьлл входом модулятора, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены формирователь и переключатель, причем третий выход генератора треугольного напряжения через формирователь подключен к управляющему С входу переключателя, входы которого соединены с выходами пороговых блоков , а выход - с управляющим входом ключа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ и

РЕСПУБЛИК

3(яп G 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3364786/18-21 (22) 11.12.81 (46) 30 ° 12 ° 83. Бюл, 9 48 (72) Б.N.Áoãäàíîâè÷, В,В.Кандыбин, М.П.Федоринчик и Н.Й.Шатило (71) Минский радиотехнический институт (53) 621. 317,72 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельс во СССР

Р 871087, кл. G 01 R 19/22, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР

9 894583, кл. G 01 R 19/02, 1980 (прототип) . (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ПО УРОВНЮ ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащий пиковый детектор, вход которого соединен с первым входом первого порогового блока и входной шиной преобразователя, .а выход — с входом генератора треугольÄÄSUÄÄ 4216 А ного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом модулятора, выход которого соединен с первым входом второго порогового блока, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора треугольного напряжения, вторым входом первого порогового блока и входом клю-. ча, выход которого соединен через интегрирующий усилитель с выходной шиной преобразователя и вторым входом модулятора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены формирователь и переключатель, причем тре тий выход ге не рато ра треугольного напряжения через формиро- Pg ватель подключен к управляющему входу переключателя, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, а выход — с управляющим входом ключа.

1064216

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэонано в измерительных преобразователях переменного напряжения в постоя нное, а также в цифровых ноль тметрах переменного напряжения °

Известен измерительный преобразователь переменного напряжения в постоя нное, содержащий по следов ательно соединенные выпрямитель, пиковый детектор и масштабный преобразователь, выход которого соединен с первыми входами первого и второго пороговых устройств, к выходам которых подключены входы блока управления, первый выход которого через перный ключ и интегрирующий усилитель соединен с нторым входом второго порогового устройства, при этом нторой вход первого порогового устройства подключен к выходу выпрямителя, второй вход, 15

1 масштабного преобразователя — к первому выходу генератора треугольного напряжения, второй ключ, выход которого соединен с общей шиной устройства, первый вход — с вторым вы25 ходом блока управления, второй входс вторым нходом первого ключа и выходом преобразователя напряжениеток, вход которого подключен к второму выходу генератора треугольного напряжения (1)

Недостаток указанного -преобразователя — значительная погрешность преобразования из-за наличия выпрямителя и дрейфа нуля пороговых устройств, 30

Наиболее близким к предлагаемому ный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий пиковый детектор, вход которого соединен с первым входом первого порогоного блока и входной шиной устрой- 45 ств а, а выход — с входом генератора треугольного напряжения, первый выход которого соединен с первым входом модуля тора, выход которого соединен с первым входом второго порогового блока, второй вход которого соединен с вторым ныходом генератора треугольного напряжения, вторьм входом первого порогового блока и входом ключа, выход которого соединен через интегрирующий усилитель с выходной шиной устройства и вторым входом модулятора, третий пороговый блок, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход через инвертор подключен к второму выходу генератора треугольного напряжения, четвертый пороговый блок, первый вход которого сое50

60 динен с вторым входом третьего порогового блока, а второй вход — с выпо технической сущности и достигаемому результату является измеритель- 40 ходом модуля то ра, че тыре уп ра вля е— мых инвертора, входы которых подключены к выходам пороговых блокон, управляющие входы — к выходу генератора и управляющему входу генератора треугольного напряжения, а выходы — к соответствующим нходам блока упранления, ныход K0TOpoFo соединен с управляющим входом ключа (2j

К недостаткам известного измерительного преобразонателя относятся погрешность преобразования иэ-эа возникновения биений на частотах входного сигнала, кратных частоте генератора, переключающего управляемые инверторы и фазу треугольного напря же ния, а также низкая н адежность иэ-эа сложности его реализации, Цель изобретения — повышение точности и надежности измерительного преобразователя, Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь переменного напряжения в постоя нное, по уровню эффе ктивного значения, содержащий пиковый детектор, вход котрого соединен с первым входом первого порогового блока и входной шиной преобразователя, а выход — с входом ге не ра тора тре уголь— ного напряжения, первый выход которо— го соединен с первым входом модуля— тора, выход которого соединен с первым входом второго порогового блока, второй вход которого соединен с вторым ныходом генератора треугольного напряжения, вторым входом первого порогового блока и входом ключа, выход которого соединен через интегрирующий усилитель с выходной шиной преобразователя и вторым входом модулятора, дополнительно введены формирователь и переключатель, причем третий выход генератора треугольного напряжения через формирователь подключен к управляющему входу переключателя, входы которого соединены с выходами пороговых блоков, а выход — с управляющим входом ключа.

На чертеже представлена блоксхема измерительного преобразователя переменного напряжения в постоянное по уронню эффективного значения.

Преобразователь содержит генератор 1 тре уголь ного напря же ни я, пе рвый выход которого соединен с первыми входами пороговых блоков 2 и 3 и ключа 4. Выход ключа 4 через интегрирующий усилитель 5 подключен к выходной шине и первому входу модулятора 6, выход которого соединен с вторым входом второго порогового блока 2. Второй вход модулятора 6 подключен к второму выходу re1064216 ключом 4 от порогового блока 3, положительной полуволной треугольного напряжения, поступающей в усилитель 5 при управлении клгчом 4 от порогового блока 2. В установившемся режиме следящая обратная связь, осуществляемая посредством интегрирующего усилителя 5 и модулятора 6, обеспечивает равенство квадратов переменного входного и переменного выходного сигналов модулятора. Таким образом, постоянное напряжение с выхода интегрирующего усилителя 5 равно эффективному значению входного переменного сигнала.

Поскольку в измерительном преобразователе переменного напряжения в постоянное выполняется равенство

Т Т!» )(u(t? u 11» f(uÄit> О@) а, о о где U,» и

6»

U U- дрейф нуля соответственно первого и второго пороговых блоков1 период входного пе ременного напряжения U(t); период напряжения

-U (t)коэффициент передачи ключа 4. преобразований получим

Т„

К4

То после — 0 () dt 20 ()(t)3t и учитывая, что эффективное значение на выходе модулятора равно выходному напряжению преобразователя Uy»»„ a напряжения U(t) и U (t )

I переменные, т. е. среднее значение их равно нулю, можно получить ! !

Оэ,х= 0»u< -u< t где ()*-(g (gpss эФФективное эначе нне входного напряжения U (t) нератора 1 треугольного напряжения, вход, которого соединен с выходом пикового детектора 7, вход которого подключен к второму входу первого порогового блока 3 и входной шине преобразователя, Третий выход генеpampa 1 треугольного напряжения. соединен через формирователь 8 с управляющим входом переключателя 9, входы которого соединены с выходами пороговых блоков 2 и 3, а выход — l0 с управляющим входом ключа 4.

Преобразователь переменного напряжения.в постоянное по уровню эффективного значения работает следующим образом.

На первом выходе генератора треугольного напряжения формируется двухполярное напряжение треугольной формы с амплитудой, равной или несколько большей напряжения на вы- 2О ходе пикового детектора 7, который определяет максимальное значение входного переменного сигнала вне зависимости от знака последнего.

Модулятор 6 формирует двухполярный 25 сигнал типа меандр с амплитудой, равной напряжению на выходе преобразователя, и частотой, кратной частоте треугольного напряжения на первом выходе генератора 1, но в 20-40 Зр раз меньшей. Входной и выходной переменные сигналы модулятора поступают на первые входы пороговых блоков 2 и 3, в которых происходит их сРавнение с тРеугольным сигналом с 35 выхода генератора 1, поступающим на вторые входы пороговых блоков. Формирователь 8 формирует управляющее напряжение прямоугольной формы с частотой, равной частоте генерато- 4О ра 1 треугольного напряжения, и этим обеспечивает подключение к управляющему входу ключа 4 выходов порговых блоков 2 и З.через переключатель 9 на одинаковое время. ДвУх- 45 полярное треугольное напряжение U с выхода генератора 1 через ключ 4 поступает на интегрирующий усилитель 5, причем пороговый блок 3 через переключатель 9 управляет ключем 4, обеспечивая поступление напряжения U на усилитель 5 при условии, что входной сигнал преобразователя больше U à пороговый блок 2 через переключатель 9 управляет ключем 4, обеспечивая поступление напряжения U на вход усилителя 5 при условии, что выходной сиги. нал устройства меньше U. ° Поскольку время подключения выходов пороговых блоков 2 и 3 к управляющему входу 60 ключа 4 одинаково, то в интегрирующем усилителе 5 происходит полная компенсация отрицательной полуволны треугольного напряжения, поступающей в усилитель 5 при управлении. у 064216

Относительная погрешность преобСоставитель F., Борзов

Редактор А.Лежнина Техред А,Бабинец Корректор F .Решетник

Заказ 10516/46 Тираж 710 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква Š— 35, Раушская наб,„ д.4/5

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

Таким образом, введение формирователя и переключателя позволяет исключить воэможность появления низкочастотных биений и снизить погрешность от дрейфов нуля пороговых блоков за с«ет их взаимной компенсации.

Построение преобразователя по предлагаемой структурной схеме позволяет уменьшить количество блоков, что увеличивает надежность его работы.

П имуществами являются уменьшение элия ни я дре йфа нуля ге нератора треугольного напряжения на точность преобразователя и независИМОСть точности преобразования от формы входнто сигнала.