Процентный компенсатор постоянного напряжения
Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для определения относительного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения при определении нестабильности стабилизаторов напряжения, при проверке цифровых вольтметров, потенциометров, шунтов. Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измерения процентного отсчета - достигается за счет уменьшения влияния синфазного сигнала и возможности измерения про - центного отклонения измеряемого напряжения как заземленных, так и с симметричными выходами объектов. Для этого в устройство дополнительно введены измеритель 9 напряжения, резистор 8 и соответствующие функциональные связи . Устройство также содержит образцовый операционный усилитель 1, не-- точник 2 опорного напряжения, образцовый резистор 3, опорную шину 4, резисторный измерительный блок 5, дифференциальный усилитель 6, зажимы 7 для подключения измеряемого напряжения . Изменяя сопротивление резистора, с включенного между выходом дифференци ального усилителя и инвертирующим входом усилителя стабильного тока, можно получить ряд пределов процентного отсчета, используя один и тот же измеритель напряжения. 2 з.п. , 1 ил. (Л со о ОО ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (51) 4 G 01 R 17/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3888099/24-21 (22) 22.04.85 (46) 30.04.87. Бюл. У 16 (72) Е.Г.Вербенко и П.И.Мелихов (53) 621.3 17.7.083.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 651265, кл. G 01 R 17/20, 1976.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1177752, кл. С 01 R 17/20, 1985. (54) ПРОЦЕНТНЫИ КОМПЕНСАТОР ПОСТОЯНБОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для определения относительного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения при определении нестабильности стабилизаторов напряжения, при проверке цифровых вольтметров, потенциометров, шунтов.
Цель изобретения — повышение точности и расширение пределов измерения процентного отсчета — достигается за
„„SU„„1307352 счет уменьшения влияния синфазного сигнала и возможности измерения про— центного отклонения измеряемого напряжения как заземленных, так и с симметричными выходами объектов. Для этого в устройство дополнительно введены измеритель 9 напряжения, резистор 8 и соответствующие функциональные связи. Устройство также содержит образ-цовый операционный усилитель 1, ис-. точник 2 опорного напряжения, образцовый резистор 3, опорную шину 4, резисторный измерительный блок 5, дифференциальный усилитель 6, зажимы 7 для подключения измеряемого напряжения. Изменяя сопротивление резистора, включенного между выходом дифференциального усилителя и инвертирующим входом усилителя стабильного тока, можно получить ряд пределов процентного отсчета, используя один и тот же измеритель напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил, 130735?
Изобретение относится к электриЧеским измерениям и может быть использовано для определения относительного отклонения измеряемого напряжения от
его номинального значения — при опре- 5 делении нестабильности стабилизаторов напряжения, в поверочной практике при проверке цифровых вольтметров, потенциометров, шунтов.
Цель изобретения — повышение точности и расширение пределов измерения процентного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения за счет уменьшения влияния синl
15 фазного сигнала N возможности измерения процентного отклонения измеряемого напряжения с объектов как заземленных, так и с симметричными выходами.
Ю
На чертеже представлена принципиальная схема процентного компенсатора постоянного напряжения.
Процентный компенсатор постоянного напряжения содержит генератор стабиль-23 ного тока, образованный операционным усилителем 1, источником 2 опорного напряжения, представляющим собой параметрический стабилизатор напряжения на стабилитронах, который включен одним выводом через образцовый резистор
3 на инвертирующий вход операционного усилителя 1, а вторым выводом — на общую шину 4 нулевого потенциала. Íàгрузкой генератора стабильного тока является резисторный измерительный блок 5, представляющий собой декадный магазин сопротивления. Выход операционного усилителя 1 включен на неинвертирующий вход дйфференциального
40 усилителя 6. Его инвертирующий вход включен на один из зажимов 7 подключения измеряемого напряжения. Второй из зажимов 7 подключения измеряемого напряжения соединен с шиной нулевого потенциала. Выход дифференциального
45 усилителя через резистор 8 соединен с инвертирующим выходом операционного усилителя 1 и, кроме того, через измеритель 9 напряжения — с шиной нулевого потенциала.
Устройство работает следующим образом.
Падение напряжения на декадах магазина сопротивления устанавливается путем прохождения по ним стабильного тока, равного частному от деления напряжения источника 2 стабильного напряжения на сопротивление образцового резистора 3. Номинальное напряжение, равное выходному напряжению генератора стабильного тока, выставляемое вручную на декадах магазина сопротивления до начала измерения, подается на неинвертирующий вход дифференциального усилителя и к шине нулевого потенциала. Измеряемое напряжение, подаваемое на зажимы 7, подключается к инвертирующему входу дифференциального усилителя. Если измеряемое напряжение не равно его номинальному значению, то алгебраическая разность напряжений между ними, предварительно усиленная дифференциальным усилителем, прилагается к измерителю 9 напряжения и к инвертирующему входу усилителя 1.
При этом напряжение на выходе усилителя 1, равное номинальному значению, алгебраически суммируется с указанным разностным напряжением. Вследствие этого разность между измеряемым напряжением и его номинальным значением уменьшается. При большом коэффициенте усиления каждого из усилителей этот процесс заканчивается тем, что выходное напряжение усилителя 1 становится равным измеряемому напряжению, а напряжение некомпенсации, поступающее на вход дифференциального усилителя, становится пренебрежимо малым. При этом напряжение, приложенное к измерителю напряжения, пропорционально относительному отклонению измеряемого напряжения от его номинального значения.
Существует линейная зависимость между напряжением, приложенным к измерителю напряжения, и относительным отклонением измеряемого напряжение от его номинального значения. Если пренебречь напряжением некомпенсации, что вполне допустимо при большом коэффициенте усиления каждого из усилителей, то при установившемся режиме выходное напряжение равно измеряемому
"вых "к (1) где Uab, — напряжение на выходе операционного усилителя 1;
U> — измеряемое напряжение. Оно равно
Ux "н+ Ux (2) где UI, — номинальное значение измеряемого напряжения, равное Пн=П т
/К „), где Ue — напряжение источника стабильного напряжения; QU> — отклонение измеряемого напряжения от его номинального значения, иначе абсолют1307352 (4) Щх U P R1 он "ст R2
Отсюда ПХ R2
U =---- .U ин Uн с R, (6) ЗО ная погрешность измеряемого напряжения.
Выходное напряжение усилителя 1
xaic сумматора двух напряжений, прило- . женных к его инвертирующему входу, 5 равно
V = — -R +- R
Uc U (3) еых R1 3 R2 3 где R — сопротивление образцового резистора 3;
R2 — сопротивление резистора 8;
R — сопротивление резисторного измерительного блока 5;
U — выходное напряжение дифференциального усилителя, приложенное к измерителю напряжения.
Подставляя в выражение (1) значения из уравнений (2) и (3), получаем
vcr Пйн
"Н+ " Х= Ю + н RÄÄ Ra или после преобразований
К2
Поскольку множитель U — =K являст R
1 ется постоянной величиной, то
DU 35
v =к --
ИН 11„ (7)
Из выражения (7) следует, что напряжение, приложенное к измерителю 9 напряжения, пропорционально относительному отклонению измеряемого напряжения от его номинального значения, источник которого соединен с общей шиной нулевого потенциала.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять процентное отклонение измеряемого напряжения от
его номинального значения, источники сигналов которого могут быть как заземленными, так и с симметричными выходами. В качестве измерителя напряжения может быть использован прибор как с симметричным, так и с заземленным входом. Как следует из формулы (6), изменяя значение сопротивления резистора, включенного между выходом дифференциального усилителя и инвертирующим входом усилителя генератора стабильного тока, можно получить ряд пределов процентного отсчета, используя один и тот же измеритель напряжения. формула изобретения
1. Процентный компенсатор постоянного напряжения, содержащий генератор стабильного тока, состоящий из после- довательно соединенных источника опорного напряжения, первый вывод которого соединен с шиной нулевого потенц гала, образцового резистора и операционного усилителя, первый выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а второй выход операционного усилителя соединен через резисторный измерительный блок с инвертирующим входом операционного усилителя, дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с первым зажимом для подключения объекта измерения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьппения точности и расширения пределов измерения процентного отклонения измеряемого напряжения от его номинального значения эа счет уменьшения влияния синфазного сигнала и возможности измерения процентного отклонения измеряемого напряжения с объектов как заземленных, так и с симметричными выхода(ми, в него введены измеритель напряжения и резистор, при этом второй выход операционного усилителя соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, второй зажим для подключения объекта измерения подключен к шине нулевого потенциала, выход дифференциального усилителя через резистор соединен с инвертирующим вхо-., дом операционного усилителя и через измеритель напряжения — с шиной нулевого потенциала.
2. Компенсатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что реэисторный измерительный блок выполнен в виде магазина сопротивлений.
3. Компенсатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что резистор, включенный между выходом дифференциального усилителя и инвертирующим входом операционного усилителя, выполнен переменным с дискретными значениями сопротивлений, соответствующими пределам процентного отсчета.
