Устройство для деления напряжения

 

УСТРОЙСТВО- ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее индуктивный делитель и схему управления, отличающееся тем, что, с целью экономии материалов, уменьшения габаритов и массы и повышения быстродействия при изменении выходного напряжения в малых пределах около установленного значения, он снабжен резистивным делителем, цифроаналоговым преобразователем, фазоинвертором и сумматором , один вход которого соединен с входом резистивного делителя, а другой - с выходом фазоинвертора, резистивный делитель , цифроаналоговый преобразователь и фазойнвертор соединены последовательно, причем вход индуктивного делителя подi ключен к выходу сумматора, вход резистивного делителя соединен с входом, а выход (Л индуктивного делителя - с выходом устройства .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ! иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3675962/24-07 (22) 21. 12.83 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (72) М. С. Ройтман, В. Л. Ким и Н. П. Калиниченко (53) 621.319.433 (088.8) (56) Ройтман М. С., Калиниченко Н., П. и др. Широкополосный кодоуправляемый индуктивный делитель напряжения.

Приборы и системы управления, № 11, 1981, с. 16 — 17.

Авторское свидетельство СССР № 792300, кл. Н 01 F 21/12, 1977.

„„SU„„1191951 A (sl)4 Н 01 F 21/12, G Ol R 15/06 (54-) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее индуктивный делитель и схему управления, отличающееся тем, что, с целью экономии материалов. уменьшения габаритов и массы и повышения быстродействия при изменении выходного напряжения в малых пределах около установленного значения, он снабжен резистивным делителем, цифроаналоговым преобразователем, фазоинвертором и сумматором, один вход которого соединен с входом резистивного делителя, а другой — с Bblходом фазоинвертора, резистивный делитель, цифроаналоговый преобразователь и фазоинвертор соединены последовательно, причем вход индуктивного делителя подключен к выходу сумматора, вход резистивного делителя соединен с входом, а выход индуктивного делителя — с выходом устройства.

191851

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть, в частности, использовано при создании кодоуправляемых делителей напряжения, обладающих улучшенными массогабаритными показателями и повышенным быстродействием.

Целью изобретения является экономия материалов, уменьшение габаритов и массы и повышение быстродействия при изменении выходного напряжения в малых пределах около установленного значения.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная схема одного из вариантов предлагаемого устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных резистивного делителя напряжения 1 с фиксированным коэффициентом передачи К», цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 2 с переменным коэффициентом передачи К, фазоинвертора 3 с коэффициентом передачи +-Кз сумматора 4 с коэффициентом передачи К4, один из входов которого соединен с входным зажимом устройства 5 и входом резистивного делителя напряжения 1, а другой — с выходом фазоинвертора 3, индуктивного делителя 6, вход которого подключен к выходу сумматора 4 и схемы управления 7, выдающей сигналы управления на блоки 2, 3, 6. Выходом устройства является выход блока 6, соединенного с выходным зажимом 8 (фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение Usa подается на делитель напряжения 1, выходное напряжение которого U» — — к,Uqx поступает на вход

ЦАП 2, быстродействие которого намного больше быстродействия индуктивного делителя (ИДП). Напряжение на выходе этого блока, равное Up = QU<= Кр К» Звх, изменяется от Uz,„(при К» — — О) до Uz x (при К =К, „„). Фазоинвертор 3 инвертирует или не инвертирует это напряжение (т. е. Us = +К U ) и подает на один из входов сумматора 4. На другой вход сумматора, соединенный с зажимом 5, подается входное напряжение U< . Выходное напряжение сумматора Uq =(U>+ U >) К 4 прикладывается к входу индуктивного делителя 6, коэффициент передачи которого равен К . Установку коэффициентов передач

К„К, К, осуществляет схема управления 7. Выходное напряжение устройства, снимаемое с зажима 8, определяется следующим образом.

Us u=K I

Kz Кз К <1.

Как следует из выражения (1) при постоянном значении величины входного напряжения изменение (деление) уровня выходного напряжения можно осущест5

2 влять изменением коэффициента передачи

К индуктивного делителя 6 — грубая регулировка, и изменением коэффициента передачи К z более быстродействующего блока 2 — точная регулировка (изменение выходного напряжения в малых пределах от установленного значения) .

Один из возможных вариантов принципиальной схемы предлагаемого устройства показан на фиг. 2. Делитель напряжения 1 представляет собой простейший резистивный делитель из резисторов Rq u Rq. ЦАП состоит из резистивной матрицы, электронных ключей и операционного усилителя.

Фазоинвертор состоит из операционного усилителя и сдвоенного электронного коммутатора, в зависимости от положения которого схема может работать в качестве повторителя или инвертора сигнала. Сумматор выполнен на трансформаторе первичная обмотка Ж» которого включена на выходе фазоинвертора, а вторичная 4 — между входами устройства и индуктивного делителя. Существенным достоинством предлагаемого устройства является то, что использование ЦАП позволяет на несколько порядков повысить быстродействие устройства при изменении выходного напряжения в малых пределах около установленного значения.

Пусть, например, в исходном состоянии коэффициент передачи устройства был равен Кп =0,100000. Необходимо установить

К .= 0,000010.

В предлагаемом устройстве это приращение обеспечивается изменением коэффициента передачи К ЦАП на соответствующую величину. При этом коэффициент передачи ИДН остается неизменным. В известном устройстве приращение коэффициента передачи (выходного напряжения) обеспечивается только переключением коэффициента передачи К ИДН (в данном случае переключением его пятой декады) .

Так как быстродействие известного устройства (t e .h 20 мс) существенно меньше быстродействия, микроэлектронного ЦАП (t <> <0,1 мс) . то, значит, быстродействие предлагаемого устройства в режиме малых изменений выходного напряжения около установленного значения существенно больше быстродействия известного устройства.

Кроме того, введение делителя напряжения 1 ЦАП и фазоинвертора 3 позволяет заменить часть младших декад индуктивного делителя. Например, в известном устройстве для обеспечения коэффициента передачи 0,000001 необходимы шесть декадных автотрансформаторов, выполненных на трех ферромагнитных сердечниках из высококачественного пермаллоя (по две декады на одном сердечнике). В предлагаемом устройстве при той же разрешающей

1191951

3 способности необходимы четыре декадных автотрансформатора на двух сердечниках.

Роль пятой и шестой декад выполняют блоки 1, 2, 3. Следовательно, в предлагаемом устройстве возможно сокращение числа пермаллоевых сердечников и числа электромагHHThblx реле на одну треть. Блоки 1, 2, 3, — микроэлектронные, выпускаемые серийно промышленностью, в то время как декадные автотрансформаторы требуют при своем изготовлении большого объема руч- 10 ного труда.

Таким образом, использование предлагаемого решения при построении делителей напряжения позволит при существенном снижении материальных и трудовых затрат уменьшить габариты и массу устройства, повысить более чем в 10 раз быстродействие при изменении выходного напряжения в малых пределах около установленного значения; а значит и эффективнее применять делители напряжения в автоматизированных поверочных комплексах при проведении метрологических работ.

Редактор М. Товтнн

Заказ 7162/48

Составитель А. Носенков

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г.. Ужгород, ул. Проектная, 4