Преобразователь среднеквадратического значения напряжения
Изобретение относится к электроизмерительной технике н служит для повьшения точности преобразования. Преобразователь содержит регулятор 1-, усилители 2 и 9, термообразователи 3 и 10, вычислитель 4, усилитель 5 некомпенсации, источник 6 опорного напряжения и фильтр И нижних частот. Введение усилителя-ограничителя 7, корректирующего звена 8 и образование новых функциональных связей обеспечивают компенсацию погрешностей, вносимых регулятором 1 и усилителем 2 преобразователя. 1 з.п. ф-лы 2 шт.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5g 4 а 01 R 19/02! ,I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4049957/24-21 (22) 04.04.86 (46) 30.12.88. Бюл. У 48 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.А. Шурпач, В.И. Губарь, В.В. Терех и В.В. Шкарупин (53) 621.317.7(088.8) (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро„„SU„„144 294 А1 измерительной технике и слул ит для
; повышения точности преобразования..
Преобразователь содержит регулятор 1,, усилители 2 и 9, термообразователи
3 и 10, вычислитель 4, усилитель 5 некомпенсации, источник 6 опорного напряжения и фильтр 11 нжкних частот.
Введение усилителя-ограничителя 7, корректирующего звена 8 и образование новых функциональных связей обеспечивают компенсацию погрешностей, вносимых регулятором l и усилителем 2 преобразователя. 1 з.п . ф-лы 2 нл.
1448294
Корректирующее звено 8 может быть выполнено на пассивных RC-цепочках, фильтр 11 нижних частот может .быть реализован в виде активного фильтра.
Преобразователь работает следующим образом.
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения среднеквадратического значения напряжения.
Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет компенсации погрешностей, вносимых регулятором и усилителем преобразователя.
На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — пример выполнения регулятора.
Преобразователь содержит регулятор 1, вход которого подключен к входу устройства, усилитель 2, вход которого соединен с выходом регулятора
1, термопреобраэователь 3, вход которого подключен к выходу усилителя
2, а выход к первому входу ° вычитателя 4, усилитель 5 некомпенсации, 20 вход которого подключен к выходу вычитателя 4, а выход к управляющему входу регулятора 1, источник 6 окорНого напряжения, подключенный к тестовому входу регулятора 1, соединен- 25 йые последовательно усилитель-ограничитель 7, подключенный своим входом к входу устройства, корректирующее звено 8, усилитель 9 и термопреобразователь 1 0, выход которого сое- ВО динен с вторым входом вычитателя 4, а также фильтр 11 нйжних частот, вход которого подключен к тестовому выходу регулятора 1, а выход к выходу устройства.
Регулятор 1 может бьггь выполнен на оптроне 12, например, резисторном.
Светоизлучатель 13 оптрона 12 подключен к управляющему входу регулятора 1 и источнику постоянного на- 40 пряжения (+U).. Фотоприемники 14 и
15 оптрона 1 2 с резисторами ) 6 и 17 соответственно образуют два управляемых светоизлучателем 13 делителя напряжения, образованного фотопри- 45 емником 14 и резистором 16, подключен к входу, а его выход к выходу регулятора 1. Вход другого делителя напряжения, который образован фотоприемником 15 и резистором 17, в свою очередь, подключен к тестовому входу, а выход к тестовому выходу регулятора 1.
Входное переменное напряжение Uqq поступает на вход регулятора !. На выходе регулятора 1 напряжение U„
Цл 14(0)(1 +У4Г +У )Us((1) где k«0) — номинальный коэффициент передачи регулятора 1, — частотная погрешность ко На тестовый вход регулятора 1 поступает постоянное напряжение 0в от источника 6 опорного напряжения. На тестовом вь1ходе регулятора 1 напряжения Блт Ц1Т вЂ” kл(0) (! +711вб ° (2) Частотная погрешность в это выражение не входит,,так как регулятор 1 тестируется постоянным напряжением Ug. Выходное напряжение Ул регулятора 1 поступает на входы усилителя 2, выходное напряжение U которого при этом = U„k (î)(! + ) = 1 (3) 1 йо)(1+фzg+5()k9(o) (! +Я,)!!ьк где k (0 - номинальный коэффициент передачи усилителя 2, Ф вЂ” погрешность коэффициента передачи усилителя 2 (частотная, а также обусловленная изменением температуры и других факторов окружающей среды), Выходное напряжение U g ycилителя 2 поступает на вход термопреобразователя 3, постоянное выходное напряжение U g которого Ug = Unky = „,,(! +У,)! (4) где .1с (1- номинальный коэффициент передачи термопреобразователя 3, ф — погрешность коэффициента передачи термопреобразователя 3, (частотная, а также обусловленная изменением температуры и других факторов окружающей среды)1448294 4 вычитателе 4. Выходное напряжение Б4 вычитателя 4 09 = U (9) Входное напряжение UI„ поступает также на вход усилителя-ограничителя 7, имеющего большой коэффициент передачи. Выходное напряжение U< усилителя-ограничителя 7 имеет час" тоту,равную частоте входного напряжения, и амплитуту, равную напряжению питания усилителя-ограничителя 7. Напряжение lf» поступает на вход корректирующего звена 8, которое приводит динамический диапазон изменения напряжения к динамическому диапазону входных напряжений усилителей 2 и 3, что позволяет обеспечить идентичность их коэффициентов передачи. При этом напряжение U5 корректирующего звена 8 U4. = Uo — U„o. (8) Это напряжение U4 поступает на вход усилителя 5 некомпенсации, который изменяет напряжение на светоизлучателе !3 оптрона 12 (фиг. 2) и, следовательно, коэффициент kg пере2ачи регулятора !. Изменение коэффициента kIпередачи регулятора 1 будет происходит до момента равенства нулю выходного напряжения вычитаЪ теля "4, т.е.: Up 0 — Uqo = О, откуда Us = U,1д(„(1 + а), (5) где kI)(> " номинальный коэффициент передачи корректирующего звена 8," а — коэффициент, характеризующий частоту среза корректирующего звена 8. Это напряжение поступает на вход усилителя 9, выходное напряжение Uo которого Ug — UR k9(o) (1 + ®у) U k g(î> (1+a)ko(o! (1+ 9) ъ (6) где kg(o) — номинальный коэффициент передачи усилителя 9; ф — погрешность коэффициента пе" 9 редачи усилителя 9, аналогичная погрешности усид % лителя 2. Напряжение Ug поступает иа вход термопреобраэователя 10, постоянное выходное напряжение UIg которого Uio 1!9 1 Io(o) (! ЬО) = Uok j 1 (7) . (1 +3М, ! где k (Π— номинальный коэффициент передачи .термопреобразователя 10, — погрешность коэффициента передачи термопреобразователя О, аналогичная погрешности у термопреобразователя 3. Выходные напряжения Un и 0)термопреобразователей 3 и 10. вычитаются в или с учетом (4) и (7) 1 9 1 S(o)(1+ fp kI(o)(1+ f » +фф) k (O) fg) U бх Uok 8и) (1+а) kg(o) Ч -2 (1+ f 9) k o(o)(!+go) (1 0) Из выражения (2) коэффициент kI передачи регулятора 1 определяется, как k = k t(o1(1+/I ) Ц<т 1)б Подставив это выражение в (10) получают < UII. Р Я. 1(3(о)(!+ Э) (! +f = Uokg(o) + fkg(@(1+/ g) 4о(о)(1+54) откуда Uo Я6 «2 Я ц2 ах kg(o)(У9 (12) Выполняя идентичными усилители 2 и 45 3, а 2 axIKe исполь syR в качестве тер.мопреобразователей 2 и 3 многоэлементные термопреобразователи, имеют (13) $g 1» 1(а Уя 50 При этом условии получают (14) 6! Вьколняя корректирующее звено 8 час" тотно зависимым, причем,, выбирая коэффициент а равньж частотной погрешности ф, регулятора 1, получают l448294 6 Формула изобретения . 1. Преобразователь среднеквадратического значения напряжения, cdдержащий первый и второй термопреобраэователи, выходы которого под-, ключены к входам вычитателя, источник опорного напряжения, регулятор и усилитель некомпенсации, вход которого подключен к выходу вычитателя, выход соединен с управляющим входом регулятора,, тестовый выход регулятора подключен к выходу преобразователя, а вход первого термопреобразователя подключен к выходу первого усилителя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены усили2р тель-ограничитель, корректирующее звено, второй усилитель, включенные последовательно, причем вход усилителя.-ограничителя и вход регулятора подключены к входу преобра25 зователя„ выход регулятора соединен с входом первого усилителя, выход второго усилителя соединен с входом второго термопреобразователя, а источник опорного напряжения подключен Зо к тестовому входу регулятора. 2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что тестовый выход регулятора подключен к выходу преобразователя через фильтр нижних частот. ! У т = " S o1 (15) а 8Ъ Напряжение П,т с тестового выхода регулятора 1 поступает на вход фильтра. нижних частот ll, на выходе которого формируется выходное U8gy напряжение преобразователя П8ьа 1Жн (16) П6 1 Я(0) 1 41 Анализ последнего выражения пока-. зывает, что выходное напряжение преобразователя пропорционально среднеквадратическому значению входного напряжения и не зависит от погрешностей коэффициента передачи регулятора и усилителя, что повышает точность преобразования. Фильтр нижних частот, установленный на выходе преобразователя, позволяет дополнительно снизить уровень пульсаций в выходном напряжении преобразователя, а также изменением коэффициента передачи уменьшить влияние неидентичности фотоприемника в регуляторе, что также способствует повышению точности преобразования. « Составитель А.Дворников Техред А.Кравчук Корректор Г,Решетник. Редактор М.Келемеш Заказ 6843/50 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК11Т СССР 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 
