Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений

 

Изобретение может быть использовано в составе средств контроля параметров линейных радиоэлектронных устройств. Цель изобретения - расширение диапазона измерения . Устройство содержит усилитель 1 постоянного и переменного напряжений , источник 2 постоянного напряжения , переключатели 4, 9, 13 и 14, выпрямители 5 и 8, элементы 6 и 12, усилители 7 и 16 и элементы 10 и 15 памяти. Блок 11 управления представляет собой rerfepa- тор тактовых импульсов и задает двухтактный режим работы устройства . В описании даны система урав нений, описывающая статическое состояние устройства, и уравнение, описьшающее линейную зависимость выходного напряжения устройства от отношения информативных параметров входных напряжений. Изобретение дополнительное к авт.св. № 911353. 1 ил. ю о:) ел со

(61) 911353 (21) 3715753/24-21 (22) 26.03.84 (46) 15.02.86. Бюл. Ф 6 (72) Н.В.Голубенко, В.В.Бухалов, Н.А.Костюк и E А.Ковальчук (53) 621.317,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 911353, кл. G 01 Р 19/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНО.ШЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение может быть использовано в составе средств контроля параметров линейных радиоэлектронных устройств. Цель изобретения — расширение диапазона измерения. Устройство содержит усилитель

1 постоянного и переменного напряжений, источник 2 постоянного напряжения, переключатели 4, 9, 13 и 14, выпрямители 5 и 8, злементы

6 и 12, усилители 7 и 16 и элементы 10 и 15 памяти. Блок 11 управления представляет собой генератор тактовых импульсов и задает двухтактный режим работы устройства. В описании даны система уравнений, описывающая статическое состояние устройства, и уравнение, описывающее линейную зависимость выходного напряжения устройства от отношения информативных параметров .входных напряжений. Изобретение дополнительное к авт,св. У 911353.

1 иле

1 l2

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может быть использовано в составе средств измерения и контроля параметров линейных радиоэлектронных устройств и является усовершенствованием известного устройства по основному авт.св ° 1Ф 911352.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения отношения двух переменных напряжений.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит усилитель 1 постоянного и переменного напряжений, источник 2 постоянного напряжения, фильтр 3 нижних частот, первый переключатель 4, первый выпрямитель 5, первый элемент 6 сравнения, первый усилитель 7, второй выпрямитель 8, второй переключатель 9, первый элемент 10 памяти, блок 11 управления, второй элемент

12 сравнения, третий 13 и четвертый !4 переключатели, второй элемент 15 памяти, второй усилитель 16.

Выход источника 2 постоянного напряжения через усилитель 1 переменного и постоянного напряжений соединен с фильтром 3 нижних частот и с одним из входов первого переключателя 4, другой вход которого является первым входом устройства. Выход фильтра 3 является выхо- . дом устройства, Выход первого переключателя 4 через последовательно соединенные второй усилитель 16, первый выпрямитель 5, четвертый переключатель 14 соединен с одним из входов первого элемента 6 сравнения. Выход первого выпрямителя

5, кроме того, соединен с одним из, входов второго элемента 12 сравнения, другой вход которого соединен с одним из входов четвертого переключателя 14 и выходом источника 2 постоянного напряжения. Выход второго элемента 12 сравнения через последовательно соединенные третий переключатель 13 и второй элемент 15 памяти соединен с управляющим входом второго усилителя 16.

Выход первого элемента 6 сравнения соединен с управляющим входом усилителя 1 и через последовательно соединенные второй переключатель 9 . и первый элемент 10 памяти с управляющим входом первого усилителя 7, выход которого соединен с оцним из!!659 2 входов усипителя переменног о и постоянного напряжений и является вторым вхоцом устройства. Выход первого усилителя 7 через второй выпрямитель 8 соединен с одним из входов первого элемента 6 сравнения, Выход блока ll управления соединен с управляющими входами переключателей 4, 9, 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Блок ll управления, представляющий генератор тактовых импульсов, задает двухтактный режим работы устройства.

В первом такте переключатель 4 подсоединяет к усилителю 16 первый вход устройства — делимое U,(t), переключатель !3 соединяет выход элемента l2 сравнения с элементом

15 памяти, переключатель 9 — выход элемента б сравнения с элементом 10 памяти, а переключатель 14 соединяет один из входов элемента б сравнения с источником 2 постоянного напряжения, который формирует стабильное значение напряжения.

Напряжения, соответствующие делимому U,(1) и делителю !1 (t,), поступают соответственно на первый и второй выходы устройства, масштабируются соответственно усилителями

16 и 7, преобразуются в постоянные напряжения соответственно выпрямителями 5 и 8, после чего сравниваются соответственно на выходах элементов 12 и 6 сравнения с-напряжением V источника 2 постоянного на» пряжения. Полученные разностныенапряжения через элементы 15 и 10

40 памяти, управляющие выходы усилителей 16 и 7 воздействуют на коэффициенты усиления .последних таким образом, чтобы достичь равенства выпрямленных напряжений на входах

45 элементов 12 и 6 сравнения напряжению, сформированному источником

2 постоянного напряжения.

После завершения процессов уравновешивания статическое состояние

50 устройства описывается следующей системой уравнений:

Ь, K%, K„K!I образовайия соответствующих элементов структурной схемы (второго

1211659

Ч К, К „К, (6, (Ч. + ) ь 5 1. Чт ) ) 1 =

Ч, К у К, (1 ) 6,., (Чг 1 ); (5)

" =Ч))") К з ) где 7 — выходное напряжение устройства, 8,КЧЛ иЬ fV)<) соответственно погрешности усилителя 1 и усилительновыпрямительного канала, включающего второй усилитель усилит)ех)я 1 6 ))ерпогo вь)прямителя

5. первого усилителя 7, второго выпрямителя 8);

b (Ч, и 6, ц (Ч j — суммарные погрешности усилительно-выпрямительных каналов соответствующих сигналов в точках функций преобразования, определяемых преобразуемыми значениями информативных параметров входных напряжений V и V<.

Во втором такте переключатель 4 отключает от входа усилителя 16 первый вход устройства — делимое— и подключает к нему выход усилителя

1 постоянного и переменного напряжений. Переключатель 14 отключает вход элемента 12 сравнения от источ. ника 2 постоянного напряжения и подключает его к выходу выпрямителя 5. Переключатели 13 и 9 отклю.чают соответственно входы элементов

15 и 10 памяти от выходов элементов

12 и 6 сравнения.

В результате в продолжение второго такта сохраняются сформированные в первом такте значения коэффициентов усиления усилителей 16 и 7.

Напряжение, соответствующее делителю U<(t), одновременно и параллельно масштабируется усилителями 1 и 16, а также усилителем 7, преобразуется в постоянное напряжение выпрямителями 5 и 8 и поступает на входы элемента 6 сравнения, Полученное в результате сравнения разностное напряжение через управляющий вход усилителя 1 воздействует на коэффициент усиления последнего таким образом, чтобы достичь равенства выпрямленных напряжений на входах элемента 6 сравнения.

После завершения процесса уравновешивания статическое состояние устройства может быть описано системой уравнений:

16 и первый выпрямитель

: 5, определяемые значением информативного параметра на))ряжения U<(t).

Решение полной системы уравнений (l)...{4) относительно выходного напряжения V возможно при равенв стве и неизменности значений коэффициентов усиления усилителей 16

10 и 7 и выпрямителей 5 и 8 в первом и втором тактах работы устройства, а также при равенстве коэффициента усиления усилителя 1 для постоянного и переменного напряжений. При

15 выполнении указанных условий имеет место уравнение относительно V), 1 6 ), (м, Ч) 1 8ЯЧ, 6„, (Ч,К,q V, (5) 20 где К вЂ” коэффициент преобразования: фильтра 3.

Из уравнения (5) следует линейная зависимость выходного напряжения

25 устройства от отношения информативных параметров входных напряжений. Если составляющие суммарной погрешности достаточно малы (меньше

57), то выражение (5} может быть

30 упрощено:

V1

, °,к,— „ е„,(ч.)-е„,(ч,к,)-е,(ч,)1; в ° ь ЧД-6 5(Ч К, -6,(Ч,, (У)

Здесь, учитывая промежуточное решение системы уравнений (1) -(3) относительно К) и пренебрегая при

V)

40 этом погрешностями, получим К = — p

Ч2 откуда 3 -(Ч, k, ), в результате

8,= ЦЧД

Так как усилитель 1 является высо45 колинеиным элементом в большом диапазоне значений Ч и его непрерыв-. ный динамический диапазон может достигать значений больших 60 дБ, то и диапазон измерений устройст50 ва, определяемый динамическим диапазоном усилителя 1, принимает такие же значения. Влияние нелинейностей функций преобразования выпрямителей 5 и 8 в рассматриваемом

55 случае исключается благодаря тому, что их рабочая точка находится в окрестностях одной точки функции преобразования, определяемой неиз1211659

Составитель Е.Березов

Редактор М.Петрова Техред Т.Тулик . Корректор С.Шекмар

Заказ 636/49 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 менным значением Ч источника постоянного напряжения.

Данное устройство для измерения отношения двух переменных напряжений расширяет диапазон измерений при сохранении точности измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений по авт.св. У 911353, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения отношения двух переменных напряжений, s него введены второй усилитель, второй элемент памяти, второй блок сравнения, третий и четвертый переключатели, причем второй усилитель включен между первым переключателем и первым выпрямителем, четвертый

5 переключатель — между первым выпрямителем и первым элементом сравнения, выход источника постоянного напряжения соединен с одним из входов четвертого переключателя и с

1О одним из входов второго элемента сравнения, один из входов которого соединен с выходом первого выпрямителя, а выход через последовательно соединенные третий переключатель

1 и второй элемент памяти соединен с управляющим входом второго усилителя, управляющие входы третьего и четвертого переключателей соединены с блоком управления.