Устройство для измерения напряжений
Изобретение может быть использовано для раздельного измерения активной и реактивной составляющих гар; монически изменяющихся напряжений. .Цель изобретения - упрощение устройства . Устройство содержит буферный усилитель I, управляемый фазовращатель 3, блок 4 уравновешивания и управляемой аттенюатор 5. Для достижения поставленной цели введены вольтметр 2, амплитудные детекторы 6 и 7, л управляемый фазовращатель 3 выпо; - ней в виде переключателей 11 и-операционных усилителей 12 и 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с б (Л 09 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (59 4 G Ol R 19 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4156710/24-21 (22) 05.12,86 (46) 30.11 .88. Бюл. У 44 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А.А. Кольцов, В.Л. Кирлан и P.Õ. Кудакаев (53) 621. 317.3(088.8) (56) Шрамков Е.Г. Электрические измерения. М.: Высшая шкрла, 1972, с.261, рис. 14,11.
Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев: Высшая школа; 1980, с.108, рис.3-1,а.
Авторское свидетельство СССР - Ф 954892, кл. G 01 R 17/10,20.01 81.
„,Я0„„441318 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯ-
ЖЕНИЙ (57) Изобретение может быть использовано для раздельного измерения активной и реактивной составляющих гар;монически изменяющихся напряжений.
Цель изобретения — упрощение устройства. Устройство содержит буферный усилитель 1, управляемый фазовращатель 3, блок 4 уравновешивания и уп- . равляемой аттенюатор 5. Для достижения поставленной цели введены вольтметр 2, амплитудные детекторы 6 и 7,,а управляемый фазовращатель 3 выпол нен в виде переключателей 11 и-операционных усилителей 12 и 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.!
441318
Цчо (2) где U — модуль разностного напряже30 ния:
V = JV„- U,J (3)
Благодаря наличию следящей системы, состоящей из блока 4 уравновеши5
35 вания и управляемого аттенюатора автоматически поддерживается равенство амплитуд U„ = U или (4) Изобретение относится к электроиз" мерительной технике и может быть использовано для раздельного измерения активной и реактивной составляющих гармонически изменяющихся напряжений., Цель изобретения — упрощение устройства за счет введения вольтметра и амплитудных детекторов.
На фиг. 1 представлена функцио- lp нальная электрическая схема устройства, на фиг. 2 — векторная диаграм. ма, поясняющая работу устройства, Устройство для измерения напряжения содержит буферный усилитель 1, 15 вольтметр 2, управляемый фазовращатель 3, блок 4 уравновешивания, .выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора
5, а входы — с выходами амплитудных 2р детекторов б и 7, первые входы которых объединены и подключены к выходу буферного. усилителя 1, вход которого является первым входом 8 устройства, второй вход амплитудного детектора 25 б и первый вывод вольтметра 2 подключены к общей шине устройства, второй вход 9 которого соединен с входом управляемого фазовращателя 3, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора 5, выход которого соединен с вторым входом амплитудного детектора 7 и вторым выводом вольтметра 2. Управляемый фазовращатель содержит конденсатор
10, переключатель 11, операционные усилители 12 и 13, переключатель 14 и резистор 15, первый вывод которого объединен с первым выводом конденсатора 10 и входом усилителя 13 gp и является входом управляемого фазо- вращателя, вторые выводы конденсатора 10 и резистора 15 соединены соответственно с первым и вторым неподвижными контактами переключателя 14, 45 подвижный контакт которого соединен с первым неподвижным контактом перереключателя ll и входом операционного усилителя 12, выход которого соединен с вторым неподвижным кон- ° 5p тактом переключателя 11, подвижный контакт которого является выходом уп" равляемого фазовращателя.
Устройство работает следующим образом.
Ю 55
При изменении активной составляющей напряжения переключатель ll переводят в положение а, переключатель 14 — в положение 8 . На выходе буферного усилителя 1 фоРмиРУется напряжение, равное исследуемому напряжению U Это напряжение подается на первый вход амплитудного детектора 6, второй вход которого соединен с общей шиной. При этом на выходе амплитудного детектора возникает постоянное напряжение П где U U — активная и реактивная ха «р составляющие напряже1 ния U<.
k — коэффициент пропорциональности.
Напряжение выхода операционного усилителя 13 синфаэно с током I<„ поступающим на второй вход устройства, следовательно, напряжение П на вольтметре 2 также синфазно с указанным током. Постоянная напряжения U После упрощения выражения равно U„„ Uä 2 (S) Т.е. показания вольтметра 2 пропорциональны активной составляющей измеряемого напряжения (фиг.2). Для измерения реактивной составляющей напряжения с помощью управляемого фазовращателя 3 входной ток, поступающий на вход 9 устройства, о сдвигают на +90 для чего переключатель 14 переводится в положение а . В этом случае на выходе операционного усилителя формируется напряжение, сдвинутое по фазе от тока I на угол о в 90, такое же или противоположное по фазе (в зависимости от положения переключателя ll, который подает сиг144 318 = Пх +AU) ° (6) на н РеTeHHR30 Формула -0p ВНИИПИ Заказ 6282/48. Тираж 72 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нал непосредственно с выкода операционного усилителя 13 или через инвертирующий операционный усилитель 12) поступает на вольтметр 2. При равенстве постоянных напряжений U o и U, чтб достигается наличием слетр э дующей системы, изменяющей значение напряжения U, достигается равенств а векторов напряжений U и U по моду- 19 mo и симметричное их расположение относительно мнимой оси. Амплитуда разностного напряжения U равна Из равенства амплитуд П х = U U=+U /2 (8) Таким образом, показания вольтметра пропорциональны реактивной состав25 ляющей измеряемого напряжения. Знак реактивной составляющей определяется по положению переключателя 11. 1. Устройство для измерения напряжений,: содержащее буферный усилитель, фазовращатель, блок уравновешивания, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, сиг- 35 нальный вход которого соединен с выходом фазонращателя, вход которого является первым входом устройства, вторым входом которого является вход буферного усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения. устройства, в него дополнительно введены вольтметр и дна амплитудных детектора, а фазовращатель выполнен управляемым с токовым входом, выход буферного усилителя соединен с первыми входами амплитудных детекторов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока уравновешивания, второй вход первого амплитудного детектора и первый вывод вольтметра соединены с общей шиной устройства, а второй вход второго амплитудного детектора и второй вывод вольтметра соединены с выходом управляемого аттенюатора. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что управляемый фазовращатель содержит дна операционных усилителя, дна переключателя, резистор и конденсатор, первые выводы резистора и конденсатора соединены с входом первого операционного усилителя и являются входом упранляемого фазонращателя, вторые выводы конденсатора и резистора соединены соответственно с первым и вторым неподвижны:1 контактами первого переключателя, подвижный контакт которого соединен с первым поднюкным контактом второго переключателя и иннертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого соединен с вторым неподвижным контактом второго переключателя, подвижный контакт которого является Bbl ходом управляемого фазонращателя.
