Фазочувствительное устройство для измерения напряжения

 

ФАЗОЧУВСТБИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯi содержащее измерительный мост, первое и второе плечи которого вьшолнены j соответственно в виде первого и второго резисторов, источник питания переменного тока.и гальванометр, включенные в противоположные диагонали ; измерительного моста, два диода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности , в него введены третий, четвертый и пятый резисторы, два дополнительных диода и полевой транзистор , причем третий резистор включен в качестве третьего плеча измерительного моста, а диоды, соединенные между собой по мостовой выпрямительной схеме, - в качестве четвертого плеча последнегоj в выходную диагональ образованного выпрямительного i моста включены последовательно стокистоковьй переход полевого траизистора и четвертый резистор, затрор полевого транзистора соединен с одним КЗ выводов пятого резистора, другой вывод которого и соответстйунщий вывод четвертого резисторасоединены с клеммами для подключения источника измеряемого напряжения. САЭ 0

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (l I) (5))4 С 01 R 19/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ф"

Н ABTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3442682/24-21 (22) 25.05.82 (46) 30.07.85. Бюл. У 28 (72) И.М.Борисов и С.И.Борисов (7 1) Коммунарский горно-металлургический институт (53) .62 1.317.7(088.8) (56) Хлыпало Е.И. Нелинейные схемы автоматического регулирования.

Расчет.и проектирование . Под ред.

Е.П.Попова. Л.: Энергия, 1967, рис. 2- 24.

Попков С.И. Основы следящего электропривода. M. Госиздат оборонной.промышленности, 1958, с. 63, фиг. 59. (54)(57) ФАЗОЧУВСТВИТЕЛБНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее измерительный мост, первое и второе плечи которого выполнены соответственно в виде первого и второго резисторов, источник питания переменного тока.и гальванометр, .включенные в противоположные диагонали измерительного моста, два диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, в него введены третий, четвертый и пятый резисторы, два дополнительных диода и полевой транзистор, причем третий резистор включен в качестве третьего плеча измерительного моста, а диоды, соединенные между собой по мостовой выпрямительной схеме, — в качестве четвертого плеча последнего, в выходную диагональ образованного выпрямительного моста включены последовательно стокистоковый переход полевого транзистора и четвертый резистор, затвор полевого транзистора соединен с одним из выводов пятого резистора, другой вывод. которого и соответствующий вывод четвертого резистора-соединены с клеммами для подкзпочения источника измеряемого напряжения.

1170367

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе-. но для использования при реализации вольтметров амплитудного и среднего значений переменного напряжения промьппленной частоты.

Целью изобретения .является повьппение точности устройства путем исключения влияния изменения параметров вго основных элементов, на результаты 10 измерения и чувствительности благодаря увеличению коэффициента передачи измеряемого сигнала.от входа к выходу

На чертеже представлена.принципи- 15 альная электрическая схема предлагае мого фазочувствительного устройства для изменения напряжения.

Устройство содержит резисторы 1- 5, диодный выпрямительный мост 6, источ-р0 ник питания переменного тока .с выводами 7 и 8, гальванометр 9, полевой транзистор 10, клеммы 11 и 12 для подключения источника измеряемого напряжения. Резисторы 1-3 и выпрями- р5 тельный мост 6 образуют плечи измерительного моста. Источник питания переменного тока с выводами 7 и 8 и гальванометр 9 включены в его противоположные диагонали. Сток-истоко- З0 вый переход полевого транзистора 10 и резистор 4 включены последовательно в выходную диагональ выпрямительного моста 6. Затвор полевого транзистора 10 соединен с одним из выводов резистора 5. Другой вывод резистора S и соответствующий вывод резистора 4 соединены с клеммами 11 и 12 для подключения. источника измеряемого напряжения.

Устройство работает следующим

40 образом.

Измеряемое напряжение Ц» переменного тока промьппленной частоты подается на затвор полевого транзистора 10.

При наладке устройства, когда измеряемое напряжение Уп равно нулю, с помощью подстроечного резистора 3 схема настраивается так, чтобы ток 50 через гальванометр 9 отсутствовал, т.е. чтобы соблюдалось равенство произведений сопротивлений противоположных плеч измерительного моста, При измерениях, когда измеряемое 55 напряжение О» отлично от нуля, прово. димость полевого транзистора 10 в один полупериод увеличивается, а в другой уменьшается. В соответствии с этим сопротивление цепи, образованной полевым транзистором 10 и резистором 4, в один полупериод уменьшается, в другой увеличивается.

Происходит разбаланс измерительного моста, при этом в каждый полупериод изменяется знак разбаланса. Так как питание измерительного моста осуще- . ствляется от источника переменного тока с частотой, равной частоте измеряемого напряжения U>, с изменением знака разбаланса изменяется и знак напряжения питания, поэтому в оба полупериода червэ гальванометр 9 протекает ток в одном направлении.

Направление тока, протекающего через гальванометр 9, определяется соотношением фаз измеряемого напряжения U< и напряжения питания. Если измеряемое напряжение V> и напряжение пита-ния находятся в одной фазе, ток через гальванометр 9 протекает в одном направлении, при изменении фа— эы измеряемого напряжения U изме- няется и направление тока, протекающего через гальванометр 9. Величина. раэбаланса измерительного моста, а следовательно, и тока, протекающего через гальванометр 9, пропорциональна величине U» измеряемого напряжения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять величину напряжения и определять его фазу, что является важным при исследованиях и наладке фазочувствительных схем и приборов, например, при измерении напряжения ферродинамических или дифференциально-трансфорМаторных преобразователей, в которых при переходе подвижного элемента через нулевую отметку фаза индуктируемой ЭДС изменяется на 180 . Ток, протекающий через гальванометр 9, является пульсирующим, однако вследствие инерционности гальванометра 9 колебания его стрелки практически не ощущаются.

Изменения во времени сопротивлений любого резистора схемы или полевого транзистора 10 вследствие изменения температуры илн их старения приводят к разбалансу измерительного моста. Однако вследствие того, что знак раэбаланса в оба полупериода остается одним и тем же, через гальванометр 9 протекает переменная

3 11703

С ос тавител ь Л. Мор os ов

РедактОр И.Рыбченко ТехредЛ.Микеш Корректор В.Синицкая

Заказ 4700/42 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 составляющая, создающая вращающий момент, интегральное значение которого за каждый период равно нулю.

Поэтому изменение параметров элементов схемы не вызывает отклонения . стрелки гальванометра 9.

Если в качестве гальванометра 9 использован прибор высокой чувствительности, обладающий малой инерционностью, или если элементы схемы изме- 10 няют свои параметры в больших пределах, для исключения влияния переменной составляющей и пульсаций тока на работу устройства параллельно гальванометру может бьггь включен конденса- 15 тор, с помощью которого переменная составляющая и пульсации тока уменьшаются до любой заданной величины.:

Таким образом, структура предлагае-. мого устройства .обеспечивает повыше- 30 ние точности по сравнению с извест67 4. ным устройством благодаря исключению влияния на результат измерений колебаний параметров основных элементов йзмерительной схемы, возможность установления на входе устройства элементов с большим входным сопротивлением. Так как изменения параметров элементов схемы не вызывают отклонения стрелки, в устройстве практически ,отсутствует дрейф нуля, что упрощает обслуживание устройства и процесс измерений.

Вследствие того, что в одном из плеч измерительного моста установлен активный элемент, коэффициент передачи измеряемого сигнала на гальванометр 9 в предлагаемом устройстве оказывается в несколько раз большим, чем в известном. Поэтому предлагае.мое устройство имеет и более высокую

I чувствительность.