Пребразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное напряжение

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании аналоговых и цифровых вольтметров переменного тока. Цель изобретения - повьппение точности преобразования при иВж, малых уровнях входного напряжения - достигается за счет устранения погрешности , связанной с протеканием тока через неполностью открытый диод . Для этого в устройство дополнительно введены сумматор 3, делитель напряжения 8 и операционный усилитель 6. Кроме того, устройство содержит множительно-делительный блок , фильтр низких частот, источник 4 опорного напряжения, блок 5 сравнения напряжений, содержащий операционный усилитель, делитель напряжения и вентиль 7. Операционный усилитель обеспечивает устойчивую работу преобразователя при постоянном напряжении источника 4 порядка нескольких микровольт . Преобразователь может работать при малых значениях выходных напряжений , сохраняя такую же высокую линейность характеристики, как и при больших выходных напряжениях. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ю \ ! .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3799454/24-21. (22) 03.10.84 (46) 15.08.86. Бюл. N - 30 (71) Ордена Ленина институт проблем управления автоматики и телемеханики (72) Н.И.Антонов, А.А.Калугин, Ю.В.Каширин и В.С.Попов (53) 621.317.32(088.8) (56) Заявка ФРГ 3116085, кл. G О) R 19/02, 1981.

Заявка ФРГ М 25 10125, кл. G 01 R 19/02, 1979. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании аналоговых и цифровых вольтметров переменного тока. Цель изобретения повышение точности преобразования при

„„SU„,, 1250966 А1 (51) 4 С 01 R 19/02 * малых уровнях входного напряжения достигается за счет устранения погрешности, связанной с протеканием тока через неполностью открытый диод. Для этого в устройство дополнительно введены сумматор 3, делитель напряжения 8 и операционный усилитель 6. Кроме того, устройство содержит множительно-делительный блок

1, фильтр низких частот, источник 4 опорного напряжения, блок 5 сравнения напряжений, содержащий операционный усилитель, делитель напряжения и вентиль 7. Операционный усилитель обеспечивает устойчивую работу преобразователя при постоянном напряжении источника 4 порядка нескольких микровольт. Преобразователь может работать при малых значениях выходных напряжений, сохраняя такую же высокую линейность характеристики, как и при больших выходных напряжениях. 1 ил.

1250966 2 на входы сумматора 3. В результате на вход делителя множительно-делительного блока 1 подается сумма напряжений U „„ и U . На оба входа сомножителей множительно-делительного блока 1 подается входное напряжение U6„ .

В результате напряжение на выходе множительно-делительного блока 1 равно г ш Бак

U = вью +Uo где m — постоянный коэффициент.

Фильтр 2 низких частот усредняет !

5 напряжение U< „ следовательно, постоянное напряжение на его выходе, являющееся выходным напряжением преобразователя, можно представить в виде т г г

Ugr ш n.U@r

-- dt =---==

c Ur,ae "о "ь«1 " О

m u

В Т где п — коэффициент передачи фильтра нижних частот для посто25 янного напряжения;

U — действующее значение вход-!!f ного напряжения U „, Полученное выражение можно преобразовать и представить в виде:

Uo

U = - +

Вых 2 где с = 4шп = const, (2) Usbl c U!rx

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано при проектировании аналоговых и цифровых вольтметров перемен ного тока.

Цель изобретения — повышение точности преобразования при малых уровнях входного напряжения эа счет устранения погрешности, связанной с протеканием тока через неполностью от- !О крытый диод.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь действующего значения переменного напряжения содержит множительно-делительный блок 1, фильтр 2 низких частот, сумматор 3, источник 4 опорного напряжения и блок 5 сравнения напряжений, содержащий операционный усилитель 6, вентиль 7 и делитель 8 напряжения.

Оба входа сомножителей множительно-делительного блока 1 соединены с входной шиной преобразователя, а вход делителя — с выходом сумматора 3, вход фильтра 2 низких частот подключен к выходу множительно-делительного блока 1, а выход — к выходной шине преобразователя и входу сумматора 3, другой вход которого соединен с выходом делителя 8 напряжения. Инвертирующий вход операционного усилителя б соединен с выходной шиной преобразователя, неинвер- 35 тирующий вход — с выходом источника

4, а выход — с входом делителя 8 напряжения через включенный в прямом направлении относительно полярносI ти напряжения U источника 4. Вен- 40 о тиль 7 выполнен, например, в виде полупроводникового диода.

Преобразователь работает следующим образом.

На неинвертирующий вход операцион- 45 ного усилителя б подается постоянное однополярное с выходным напряжение

Uo à íà его инвертирующий вход— выходное напряжение преобразователя

Б . Рассмотрим работу схемы при 50 малых значениях входного напряжения когд U< х z Uî . В этом случае выходное напряжение операционного усилителя 6 через открытый вентипь 7 поступает на вход делителя 8 напряжения. 55

Постоянное напряжение U, с выхода делителя 8 напряжения и выходное напряжение преобразователя Брр„ поступают а так как при U8„ =0 выходное напряжение преобразователя должно быть равно нулю независимо от величины на- пряжения П,, то отрицательный корень не имеет смысла.

Вентиль 7 включен в схему таким образом, что если постоянное напряжение U „„ rro абсолютной ве-! личине напряжение У, то напряжение на выходе операционного усилителя 6 запирает вентиль 7. В результате делитель 8 напряжения обесточивается, ° а его выходное напряжение U становится равным нулю. В этом случае с выхода сумматора 3 на вход делителя множительно-делительного устройства

1 поступает только выходное напряжение преобразователя, которое согласно (1) при U =О составит

Изменение прямого сопротивления вентиля 7 не влияет на напряжение,, поступающее на вход делителя множи1250966

Составитель С.Кабиков

Редактор М.Келемеш Техред M.Ходанич

Корректор И. Эрдейи

Заказ 4404/40 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное. Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 тельно-делительного блока 1, потому что последовательно с вентилем 7 включен делитель 8 напряжения, причем входное сопротивление делителя более, чем на порядок превышает прямое сопротивление вентиля.

Операционный усилитель 6 позволяет преобразователю устойчиво работать при постоянном напряжении вспомогаI тельного источника 4 U порядка не- 10 скольких милливольт и, соответственно, отключать этот источник при выходном напряжении преобразователя

U ц также порядка нескольких милливольт. B результате предложенный преобразователь может успешно работать при малых значениях выходных напряжений, сохраняя при этом такую же высокую линейность характеристики, как и при больших выходных напряжениях. 2щ

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения переменного напряжения в постоянное напряжение, содержащий множительно-делительный блок, о6а входа сомножителей которого соединены с входной шиной преобразователя, источник опорного напряжения, фильтр низких частот, вход которого подключен к выходу множительно-делительного блока, а выход — к выходной шине преобразователя, и вентиль, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены сумматор, делитель напряжения и операционный усилитель, причем выход фильтра низких . частот подключен к первому входу сумматора н первому входу операционного усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход через вентиль и, делитель напряжения — с вторым входом сумматора, выход которого подключен к входу делителя множительно-делительного блока.