Дифференциальный указатель
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть .использовано для сравнения значений двух напряжений переменного тока в различных измерительных устройствах,- Устройство содержит блоки 2 и 10 сравнения, регулирующие блоки 3 и 5, усилитель 4 рассогласования, синхронный детектор 6, усилитель 7 постоянно го тока, преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, сумматор 13, источник 14 опорного напряжения . В устройство введены масштабный преобразователь 1, блок 12 сравнения, регулирующий блок 15, синхронньм детектор 17 и усилитель 18 рассогласования . Благодаря этому происходит стабилизация напряжения на втором входе блока 10 сравнения ка уровне и и малый разностный фазовый сдвиг регулирующего блока 15 и масштабного преобразователя 1, имеющих коэффициенты передачи порядка единицы. При этом резко уменьшается погрешность из-за нелинейности относительной разности значений входных сигналов и тем самым повышается точность измерений относительной разницы значений двух сравниваемых переменных напряже- , НИИ. 1 ил. i с
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУ БЛИН
51 у г. 01 R 19/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4165826/24-21 (22) 23.12.86 (46) 15,03.89. Бюл. Р 10 (71) Томский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) Э.И.Цимбалист, А.H.Ìåðæà и А.Н.Ланин (53) 621.317,7 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
К" 913269, кл. С 01 R 19/10, 1980, Авторское свидетельство СССР
И". 953579, кл. 0 01 R 19/10, 1980. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для сравнения значений двух напряжений переменного тока в различных измерительных устройствах.
Устройство содержит блоки 2 и 10 сравнения, регулирующие блоки 3 и 5, усилитель 4 рассогласования, синхрон„„SU„1465792 А1 ный детектор 6, усилитель 7 постоянного тока, преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, сумматор 13, источник 14 опорного напряжения. В устройство введены масштабный преобразователь 1, блок 12 сравнения, регулирующий блок 15, синхронный детектор 17 и усилитель 18 рассогласования. Благодаря этому происходит стабилизация напряжения на втором входе блока 10 сравнения на уровне U> и малый разностный фазовый сдвиг регулирующего блока 15 и масштабного преобразователя 1, имеющих коэффицн" енты передачи порядка единицы, При этом резко уменьшается погрешность из-за нелинейности относительной разности значений входных сигналов и тем сам,м повышается точность измерений относительной разницы значений двух сравниваемых переменных напряжений. 1 ил, 1465792
Изобретение относится к радиоизмерительной технике ч может быть ис пользовано для сравнения значений двух .напряжений переменного тока в различных измерительных устройствах
9 в частности в устройствах для поверки характерных масштабных преобразователей и прежде всего измерительных усилителей. 1Q
Цель изобретения — повышение точности измерения.
На чертеже приведена блок-схема дифференциального указателя.
Устройство содержит масштабный 15 преобразователь 1, выход которого соединен с первым входом первого блока 2 сравнения, выход которого подключен к входу первого 3 регулирующего блока, управляющий вход ко- 2Q торого.соединен с выходом первого усилителя 4 рассогласования и управляющим входом второго регулирующего
5 блока, а выход — с первым входом первого синхронного детектора 6, 25 выход которого через усилитель 7 постоянного тока подключен к выход ной 8 клемме устройства, выход второго регулирующего блока 5 соецинен с первым входом преобразователя 9 3Q переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым входом второго блока 10 сравнения,„ а второй вход соединен соответственно с входом второго 5 регулирующего блока, с первой входной клеммой 11, первым входом третьего блока 12 сравнения,и первым входом сумматора 13, выход источника 14 опорного напряжения соединен с вторым входом второго блока 10 сравнения, выхсд которого подключен к входу первого усилителя
4 рассогласования, вход третьего регулирующего блока 15 соединен с второй входной клеммой 16 устройства и входом масштабного преобразователя а выход соединен соответственно с вторым входом третьего блока 12 сравнения, в нарым входом первого синхронного детектора 6, вторьп.. входом первого блока 2 сравнения и вторым вхо"
БО дом сумматора 13, выход которого соединен с первым входом второго синхронного детектора ".7, второй вход ко- торого подключен к выходу третьего блока 12 сравнения, а выход подключен к первому входу второго усилителя 18 рассогласования, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход подключен к управляющему входу третьего регулирующего блока 15.
Устройство работает следующим образом.
Второй регулирующий блок 5, квадратичный преобразователь 9 переменного напряжения в постоянное, второй блок 10 сравнения, источник 14 опорного напряжения и первый усилитель 4 рассогласования представляют собой автоматическую систему регулирования и нормируют коэффициент передачи первого регулирующего блока 3 в соответствии с уравнением
Пг о — К = Б =сопзЙ, (1) где U — напряжение источника 14 опорного напряжения;
Š— нормировочное напряжение квадратичного преобразователя 9.
Третий блок 12 сравнения, сумматор
13, второй синхронный детектор 17, второй усилитель 18 рассогласования и третий регулирующий блок 15 также образуют автоматическую систему регуЛирования, которая обеспечивает квадратурность разностного и суммарного сигналов (т.е. сдвиг их на 90О), полученных с третьего блока 12 сравнения и сумматора 13, При этом ампли-., 1 тудное значение выходного напряжения третьего регулирующего блока 15 рав- . но U, так как диагонали ромба перпендикулярны, Действительно, для сравниваемых сигналов П „ и U, и коэффициента передачи третьего регулирующего блока 15 К;-К,.е Е, среднее значение напряжения на выходе второго синхронного детектора 17 равно цг
U„=U, ° U, ==---- ((1+ ) К -1), (2) где =(U „-U,)/U, — относительная разность значений входных сигна-.. лов; — напряжение на выходе сумматора 134
U — выходное напряжение третьего
Р> регулирующего блока 15;
При работе системы авторегулирования U =0:„ при этом К =1(1+с ), а напряжение на выходе третьего регулирующего блока 15 равно U „ (t)
=U,sin(et+ ц+ Fq) (где и>- круговая частота; ц — начальный фазовый сдвиг;
Pq - фазовый сдвиг,„ вносимый блоком
1465792
15) и подается на второй вход первого блока 2 сравнения, на первый вход . которого подан сигнал с масштабного преобразователя =(U „-U,) /Uо, U„(t)=y.„„U. (1+1) sin(t+ Ч + f> +
+а8), (3) где К „„ — коэффициент передачи масштабного преобразователя 1;
E + n E — вносимый им фазовый сдвиг;
Разностное напряжение с первого блока 2 сравнения обрабатывается в измерительном канале указателя, сос-, тоящем из первого регулирующего блока 3, коэффициент передачи которого определяется из (1), первого синхронного детектора 6 и усилителя 7 постоянного тока, образуя напряжение на выходной клемме 8 указателя.
U„,„= И(1+/) KÄÄcos nl -11. (4)
Если в качестве масштабного преобразователя 1 использовать повторитель напряжения, когда К „= 1, и учесть, что коэффициент передачи третьего регулирующего блока 15 при
d М близок к единице, то разность фазового сдвига ь K блоков 15 и 1 мала и справедливо приближенное -saaчение для функции косинуса. Тогда
I (1- (1 )) (nE) 30 и погрешность измерения у= — — — -- (1+Ф) (а О .
2 (5)
Таким образом, данное устройство за счет стабилизации напряжения на втором входе второго блока 10 сравнения.на уровне U и малому раэностному фазовому сдвигу третьего регулирующего блока 15 и масштабного преобразователя 1,имеющих коэффициенты передачи порядка единицы, резко уменьшает погрешность из-за нелинейности относительно d и тем самым повышает
45 точность измерения относительной разницы значений двух сравниваемых переменных напряжений. формула изобретения
Дифференциальный указатель, содержащий сумматор, первый и второй бло ки сравнения, первый и второй регулирующие блоки, первый усилитель рассогласования, первый синхронный де- 55 тектор, усилитель постоянного тока, квадратичный преобразователь переменного напряжения в постоянное, источ-. ник опорного напряжения, первую и вторую входные клеммы, причем выход первого блока сравнения соединен с входом первого регулирующего блока, управляющий вход которого соединен . с выходом первого усилителя рассогласования и с управляющим входом вто" рого регулирующего блока, а выход— с первым входом первого синхронного детектора, выход которого через усилитель постоянного тока подключен к выходной клемме устройства, вход второго .регулирующего блока соединен с первой входной клеммой, а выход соединен с первым входом квадратичного преобразователя переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которо- го подключен к источнику опорного напряжения, а выход соединен с входом первого усилителя рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены третий блок сравнения, третий регулирующий блок, масштабный преобразователь,второй синхронный детектор, второй усилитель рассогласования, причем первый вход третьего блока согласования соединен с первой входной клеммой и первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом второго синхронного детектора, второй вход которого подключен к выходу третьего блока согласования, а выход соединен с первым входом второго усилителя рассогласования, второй вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с управляющим входом третьего регулирующего блока, вход которого соединен с второй входной клеммой и через масштабный преобразовательс первым входом первого блока сравнения, выход третьего регулирующего блока соединен соответственно с вторым входом третьего блока сравнения вторым входом сумматора, вторым входом первого блока сравнения и, вторым входом первого синхронного детектора, второй вход квадратичного преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с первой входной клеммой.
