Способ преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения

 

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ПО УРОВНЮ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ , основанный на возведении в квгщрат пре.образуемого и компенсирующего напряжений, вьщелении разности полученных квадратов и изменении величины компенсирующего напряжения до снижения указанной разности ниже згшанного значения, близкого к нулевому, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона преобразования, параметры квадратирования устанавливают от текущей амплитуды преобразуемого напряжения , причем величины нгшряжений , образующихся в результате квадратирования , изменяют обратно пропорционально значению упомянутой § г1Мплитуды.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО (ИХ .

РЕСПУБЛИК

8827, А (19) (11) M5D 01 R 9 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

Ю Ъ

ОФ

6В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и ABTOPGKOMV CBNQETEJlbCTBV (21) 3295650/18-21 (22) 05. ° 06,81 (46) 23,01. 84. Бюл. Р 3 (72) В,Г. Витковский Ю.А. Пасынков и А A. Чурсин (71) Новосибйрский электротехнический институт (53) 621 ° 317 ° 7(088 ° 8) (56) 1 ° Волгин Л.И, Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М., Советское радио, 1977, с. 108-109.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 533876 ° кл, G 01 R 19/02, 1974, (54) (57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В OOCTOHHHOE ПО

УРОВНЮ СРЕДНЕКВЛДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕI

НИЯ, основанный на возведении в квадрат преобразуемого и компенсирующего напряжений, выделении разности полученных квадратов и изменении величины компенсирующего напряжения до снижения указанной разности ниже заданного значения, близкого к нулевому, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона преобразования, параметры квадратнрования устанавливают от текущей амплитуды преобразуемого напряжения, причем величины напряжений, образующихся в результате квадратирования, изменяют обратно пропорционально значению упомянутой Я амплитуда.

1068827

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при построении аналоговых и цифровых вольтметров с улучшенными метрологическими характеристиками.

Известен способ преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического зиачения, предусматривающий промежу-очное преобразование контролируемого (О и компенсирующего напряженый в термоЭДС и сведение их разности к нулю )1).

В таком способе отсутствует воэможность воздействия на параметры )5 квадратирования, что в конечном счете обуславливает значительные погрешности и весьма узкий динамический диапазон преобразования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ преобразования переменного напряжения в поотоянное по уровню среднеквадратического значения, заключающийся в возведении в квадрат преобразуемого и компенсирующего напряжений с помощью несущего сигнала треугольной формы, выделении разности полученных квадратов и из-. менении величины компенсирующего напряжения до снижения укаэанной раэ- З0 ности ниже заданного значения, близкого к нулевому (2 3.

В отмеченном способе имеется принципиальная возможность управления параметрами квадратирования. Тем не 35 менее при практическом осуществлении известного способа относительная погрешность преобразования растет пропорционально квадрату преобразуемого напряжения, а динамический диапа- 40 зон вновь оказывается узким из-за непостоянства чувствительности на разных его участках.

Целью изобретения является повышение точности и расширение динами- 45 ческого преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического значения, основанном на возведении в квадрат преобразуемого и компенсирующего напряжений, выделении разности полученных квадратов и изменении величины компенсирующего напряжения до снижения. укаэанной разности ниже заданного значения, близкого к нулевому, параметры квадратирования устанавливают зависимьюаи от текущей амплитуды преобразуемого напряжения, причем величины напряжений,60 .образующихся в результате квадратирования; изменяют обратно пропорционально значению упомянутой амплитуды.

На чертеже представлена общая структура устройства для реализации предлагаемого способа преобразования переменного напряжения в постоянное по уровню среднеквадратического эначения.

Входными.узлами являются квадраторы 1 и 2, входы которых подключены к шинам подачи соответственно прединены с выходами квадраторов 1 и 2.

Блок 3 вычитания выполняет одновременно и функции фильтрации и усиления. управляющие входы квадраторов

1 и 2 подключены к выходу амплитудного преобразователя 4, вход которого соединен с шиной подачи напряжения U<, При осуществлении предлагаемого способа на входы квадраторов 1 и 2 поступают преобразуемое U и компен. сирующее Оз напряжения. Компенсирующее напряжение U0 регулируют до тех пор, пока среднее значение разности выходных напряжений квадраторов 1 и 2 не станет равным нулю, что соответствует нулевому уровню напряжения на выходе блока 3 вычитания.

°" л .

Одновременно постоянным напряжением с выхода амплитудного преобразователя 4 регулируют параметры К и К (например, коэффициенты передачи) квадраторов 1 и 2, обеспечивая зависимость их от амплитуды цреобраэуемого напряжения U> (1) хаак х вас

Из описанного алгоритма работы следует

- (к,о„ к,и. ) <и=о о где Т вЂ” время усреднения; Т 9 Т< и

Т ъТО(Т„и Т вЂ” периоды напряжений О и Uä ).

Из (2) можно получйть

О = о (3) где О„ и 0< - среднеквадратические значения преобразуемого и компенсирующего напряжений. (2) При выборе Оо постоянным или симметричным прямоуголъно-импульсным обеспечивается линейное преобразование среднеквадратического значения

Uz в постоянное напряжение Ов. В конечный результат, как видно из вара-. жения (3), не входит амплитуда 0„ преобразуемого напряжения, поэтому операция преобразования амплитуды

U„ „в постоянное управляющее напряжейие не приводит к появлению дополнительных погрешностей.

В блоке 3 вычитания .в качестве фильтрующего элемента используются, как правило, операционные усилители образуемого U и компенсирующего 0 напряжений. Выходным уэл: м служит блок 3 вычитания, входы которого сое1068827

Составитель Л. Иорозов

Редактор P. Цицика Техред. О.Веце Корректор А. Дзятко

Заказ 11456/39 Tspaa 715 Подписное

BHHH1IH Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

113035., Иосква, Ж-З5, Раушская наб., да 4/5 ье ч аеаее ВЕЮВЕЕЕечеееееееааефемеею

Филиал.ППП Патент ., г. Уигород, ул. Проектная, 4 с частотнозависнмыми цепями обратных связей, с нестабильиым смещением нуля и входного тока. Кроме того, на выходах квадраторов 1 и 2 монет ймежь место постоянное смещение, не зависящее от величины преобразуемого напряиения Ох. Эти явления обуслав ливают.определенную погрешность преобразования.

Обозначим нестабильность (вследствие временного, температурного дрейфа) напряжения, приведенного к входу фильтрующего элемента через

Uд . Погрешность, вызываемая 0, ойределяется как — (4)

1 Ъ

К U к

При реализации известного способа (2 ). коэффициент К„. постоянен, поэтому 8, быстро растет с уменьшением Ох. В предлагаемом способе с учетом выраиения (1) для К имеем

214pхщах(О и

4Р 2

Х

Обозначая коэффициент амплитуды

5 ах через К = ., выраиенне (5) монк но привести к виду

U K

=Х 6Р Й (6)

10 2 О„

Следовательно в данном случае погрешность Х н изменяется пропорционально первоМ степени .0», что предопределяет ее малость и более широ)5 кий динамический диапазон преобразования.

Предлагаемый способ характеризуется универсальностью, поскольку рперацию квадратирования моино производить квадраторами любого типа ,с доступной регулировкой параметров кьадратирования.