Измеритель напряжения переменного тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения средневьшрямпенного значения напряжения переменного тока. Цель изобретения - повьшение точности измерения в широком диапазоне температзф окружающей среды. В устройство, содержащее выпрямитель , выполненный в виде усилителя 1, диодно-резисторный мост 2, масштабирующий резистор 9, измери- i тель 16 среднего значения напряжения (тока), зажимы 17 и 18, связанные с выходами вьшрямителя, входной зажим 14, общую шину-15 устройства, для достижения цели в каждое плечо диодно-резисторного (Д- Р) моста 2 введен дополнительный диод 5, а также резисторы 12, 13 и цепочка из диода 10 и резистора 11. Разность потенциалов на диоде Д-Р-моста, которьм для данной полуволны входного сигнала оказывается включен в обратном направлении, поддерживается равной нулю. Поэтому паразитный ток через этот диод не протекает независи-т МО от величины обратиого сопротивления диода и его изменения при изменении температуры окружакицей среды. 1 ил. (Л

„„SU„12608

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Igg 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTI44

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 i ) 3857820/24-21 (22) 22.02.85 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (71) Омский завод электрических точных приборов "Электроточприбор" (72) Ю.С.Мальцев и В.Д.Шевченко (53) 621.317.7(088.8) (56) Патент США № 3281689, кл. 324-132, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 1196775, кл. С 01 R 19/00, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения средневыпрямленного значения напряжения переменного тока. Цель изобретения повышение точности измерения в широком диапазоне температур окружающей среды. В устройство, содержащее выЮ прямитель, выполненный в виде усилителя 1, диодно-резисторный мост 2, масштабирующий резистор 9, измеритель 16 среднего значения напряжения (тока), зажимы 17 и 18, связанные с выходами выпрямителя, входной зажим 14, общую шину -15 устройства, для достижения цели в каждое плечо диодно-резисторного (Д Р) моста 2 введен дополнительный диод 5, а также резисторы 12, 13 и цепочка из диода 10 и резистора 11. Разность потенциалов на диоде Д-P-моста, который для данной полуволны входного сигнала оказывается включен в обратном направлении, поддерживается равной нулю. Поэтому паразитный ток через этот диод не протекает независи-.

0 мо от величины обратного сопротивления диода и его изменения при изменении температуры окружающей среды.

1 ил.

1260863 диодов 4 и 6, причгм диод lO включен

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения средневыпрямленного значения напряжения в переменного тока.- 5

Цель изобретения — пов61шение точности измерения в п1ироком диапазоне температур окружающей среды эа счет исключения влияния обратных сопротивлений диодов диодно-реэисторного 0 моста на результат измерения.

На чертеже изображена блок-схема измерителя напряжения переменного тока.

Измеритель напряжения переменно- 15 го тока содержит выпрямитель, выполненный в виде усилителя 1, с диоднорезисторным мостом 2, включающем в себя основные 3 и 4, и дополнительные 5 и 6 диоды, резисторы 7 и 8., а также масштабный резистор 9, диод 10, резисторы 11-13, входной зажим 14, зажим i 5 (общая шина устройства), измеритель 16 среднего значения напряжения (тока), зажимы 17 и 18 связанные с выходами выпрямителя.

Входной зажим 14 подключен к неинвертирующему входу усилителя 1 и является входом измерителя. Диоднорезисторный мост 2 включен в цепь отрицательной обработной связи усилителя 1, причем катод диода 3 и анод диода 4 объединены и подключены к вы— ходу усилителя 1, одни вьгводы резисторов 7 и 8 также объединены и подключены к инвертирующему входу усилителя 1. согласно по атноп1ению к диодам 3 и 4.

При использовании измерителя 16 с несимметричным входом его включа1от между одним из выходов выпрямителя

{зажим61 17 или 18) и общей шиной (зажим 15). В этом случае между вторым выходом выпрямителя и общей шиной может быть включен эквивалент нагрузки, полное сопротивление которого (импеданс) равно полному сопротивлению измерителя 16. При использовании измерителя 16 с симметричным входом егo включают между выходами выпрямителя (зажимы 17 и 18) .

В качестве усилителя 1 может быть использован стандартный микроэлектронный операционный усилитель, а в качестве диодов 3-6 и 1Π— полупроВодегиковые диоды е

В качестве измерителя 16 среднего значения напряжения (тока) может быть использован cTBHpBpTHbIH вольтметр или миллиамперметр постоянного тока магнитоэлектрической системы, реагирующей на среднее значение сигнала, а также цифровой вольтметр,. постоянного тока со сглаживающим

2 фильтром на входе.

30 Измеритель напряжения переменного тока работает следующим образом.

Анод диода 3 и катод диода 4 объединены и через резистор 12 подключены к общей шине устройства. 1(атод диода 4 и анод диода 6 также объединены и через резистор 13 под" ключены к той же общей шине ус1ройства. Анод диода 6 соединен с резистором 8 и служит первым выходом выпря— мителя (зажим 17), а анод диода 5 соединен с резистором 7 и служит вторым выходом выпрямителя (зажим 18) Масштабный резистор 9 включен между инвертирующим входом усилителя 1 и общей шиной устройства, Диод

10 и резистор 11 соединены последовательно, образуя цепочку, одип гы— вод которой соединен с объединеннбгмл электродами диодов 3 и 5 диодно †резисторного моста 2, а другой подклкчен к объединенным э11ектродам его

45 с0

Входной электрический сигнал в виде напряжения переменного тока при— кладывают к входным зажимам 14 и 15 устройства. Выходной сигнал усилителя i в течение одной полуволны входного сигнала (положительной) проходит через диоды 4 и 6 и резисторы

8 и 9 на общую шину устройства. При этом с выхода выпрямителя (зажим 17) снимается полезный сигнал, поступающий на измеритель 16 среднего значения. С объединенных выводов резисторов 8 и 9 снимается часть сигнала„ которая в виде напряжения отрицательной обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя 1. При этом коэффициент передачи устройства определяется соотношением сопротивлений резисторов 8 и 9. В течение второй полуволны Входного сигнала

1отрицательной) выходной сигнал усилителя 1 проходит через диоды 3 и 5, резисторы 7 и 9 на общую шину устройства. При этом на выходе выпрямителя (зажим 18) также формируется полезньгй сигнал, поступающий либо на измеритель среднего значе1:.ия, либо 1 12 на эквивалент нагрузки (не показан), а с объединенных выводов резисторов

7 и 9 снимается часть сигнала, которая в виде напряжения той же отрицательной обратной связи поступает на инвертирующий вход усилителя 1.

При этом коэффициент передачи устройства определяется соотношением соп— ротивлений резисторов 7 и 9. Если выбрать сопротивление резистора 7 равным сопротивлению резистора 8, то коэффициенты передачи устройства в течение обоих полупериодов будут равны друг другу и будут определяться сопротивлением резистора 9.

Одновременно с рассмотр HHbIMH процессами при положительной полуволне входного сигнала выходной сигнал усилителя 1 протекает через прямое сопротивление диода 4, через ре— зистор 11, прямое сопротивление диода 10 и резистор 12 на общую шину.

При этом падение напряжения на резисторе .12 приложено к катоду диода 5 в положительной полярности, а положительное выходное напряжение выпрямителя с зажима 17, уменьшенное делителем, образованным резисторами 8 и 9, приложено через резистор 7 к аноду диода 5. Выбрав сопротивление резистора 11 равным сопротивлению резистора 8, а сопротивление резистора 12 равным сопротивлению резистора 9 и учитывая, что падение напряжения на диоде 6 практически равно падению напряжения на диоде

10, можно утверждать, что разность потенциалов на электродах диода 5 практически равна нулю, поэтому в течение положительной полуволны напряжения на выходе усилителя 1 обратный ток через диод 5 не протекает и не попадает в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1.

60863

50

Аналогичным образом при отрицательной полуволне входного сигнала выходной сигнал усилителя 1 протекает через прямое сопротивление диода 3, прямое сопротивление диода tO и резисторы 11 и 13 на общую шину.

Падение напряжения отрицательной полярности, снимаемое с резистора 13, приложено к аноду диода 6. При этом выходное напряжение с выхода выпрямителя (зажим 18) отрицательной полярности, уменьшено делителем, образованным резисторами 7 и 9, через резистор 8 приложено к катоду дио10

35 да 6. Выбрав сопротивление резистора 13 равным сопротивлению резистора 9, а также учитывая, что сопротивления резисторов 7, 8 и 11 равны друг другу, можно утверждать, что разность потенциалов на электродах диода 6 практически равна нулю, и обратный ток не протекает через диод 6 и не попадает в цепь отрицательной обратной связи усилителя 1 °

Таким образом, в предлагаемом устройстве разность потенциалов на диоде диодно-резисторного моста, который для данной полуволны входного сигнала оказывается включен в обратном направлении, поддерживается равной нулю, причем независимо от уровня сигнала. Поэтому паразитный ток через этот диод практически не протекает независимо от величины обратного сопротивления диода и его изменения при изменении температуры окружающей среды. Это приводит к уменьшению температурной погрешности предложенного устройства и существенно повышает его точность измерения.

При необходимости компенсации влияния дрейфа нуля усилителя 1 может быть использован один иэ известных технических приемов: исполь" зование в качестве усилителя 1 усилителя переменного тока, или использование ручной или автоматической компенсации.

Формула изобретения

Измеритель напряжения переменного. тока, содержащий выпрямитель, выполненный в виде усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с входом измерителя, и диодно-резисторного моста, один входной зажим которого подключен к инвертирующейу входу усилителя, а второй присоединен к его выходу, масштабирующий резистор, один выход которого соединен с общей шиной, а второй подключен к инвертирукицему входу усилителя, и измеритель среднего значения напряжения (тока), подключенный к выходу выпрямителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждое плечо диодно-резисторного моста включен дополнительный диод, соединенный последовательно-согласно с основным

Составитель С.Вейский

Техред А.Кравчук Корректор О.Луговая

Редактор А.Ревин

Заказ 5225/45 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Р

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

5 12б0863 б диодом плеча, и дополнительно вве- . последовательно, выводы цепочки раздены два резистора, одни выводы ко- дельно подключены к указанным объедиторых соединены с общей шиной, а вто- ненным выводам основного и дополнирые раздельно подключены к объединен- тельного диодов плеч диодно-резисторным электродам основного и дополни- ного моста, а диод цепочки включен тельного диодов плеч циодно-резистор- согласно по отношению к дополнитель- ного моста, и цепочка, выполненная ным диодам диодно- резисторного в виде диода и резистора, соединенных моста.