Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к структурным схемам измерительных преобразователей переменного напряжения в постоянное и может быть использовано в автоматизированных системах научного исследования сварочного процесса. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет компенсации инерционности термопреобразователей - достигается введением анализатора 11 приращений, нуль-органа 10, двух ключей 8,9, двух корректоров 6 и 7 инерционности и сумматора 12. Корректоры 6, 7 инерционности содержат три резистора, два конденсатора, усилитель постоянного тока и транзистор. Устройство также содержит первый термопреобразователь 1, усилитель 2 постоянного тока, второй термопреобразователь 3, усилитель 4, элемент 5 с однополярной проводимостью. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ся)5 G 01 R 19/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4652823/21 (22) 20.02.89 (46) 30.06.91. Бюл. пк 24 (71) Институт электросварки им. Е,0. Патона (72) А.E. Коротынский, А.И. Сергеев, ВМ. Лукаш, И.И. Куница, В.Я. Войтенко и

В,И. Гаранич (53) 621,317.72(088.8) (56) Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М.: Советское радио, 1977, с. 141.

Авторское свидетельство СССР

bh 951163, «л. 6 01 и 19/22, 1980. (54) ИЗ(ЛЕРИТЕЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к структурным схемам измерительных преобразователей

„„5U,, 1659889 А1 переменного напряжения в постоянное и может быть использовано в автоматизированных системах научного исследования сварочного процесса. Цель изобретения— повышение быстродействия за счет компенсации инерционности термопреобразователей — достигается введением анализатора

11 приращений, нуль-органа 10, двух ключей 8, 9, двух корректоров 6 и 7 инерционности и сумматора 12. Корректоры 6, 7 инерционности содержат три резистора, два конденсатора, усилитель постоянного тока и транзистор. Устройство также содержит первый термопреобразователь 1, усилитель 2 постоянного тока, второй термопреобразователь 3, усилитель 4, эиемент 5 с однополярной проводимостью. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ф%

1659889

Изобретение относится к структурным схемам измерительных преобразователей переменного напряжения в постоянное и ложет быть использовано в автоматизированных системах научного исследования сварочного процесса, например, в качестве датчиков электрических параметров.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет компенсации инерционности термопреобразователей.

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 изображена структурная схема корректора инерционности; на фиг,3 показаны временныедиаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит первый термопреобразователь, ., выводы термонагревателя которого соединены с входной и нулевой шинами устройства, Выход усилителя 2 постоянного тока соединен с выходной шиной устройства и первым выводом нагревателя второго термопреобразователя 3, второй вывод нагревателя и первый вывод термоэлемента термопреобразователя 3 объединены и подключены к инвертирующему входу усилителя 4, выход, которого соединен через элемент 5 с однополярной проводимостью со своим инвертирующим входом. Элемент

5 с однополярной проводимостью может быть выполнен в виде полупроводникового диода. Первый выводтермозлемента первого термопреобразователя 1 подключен к нулевой шине устройства, а вторые одноименные выводы термоэлементов термопреобразователей 1 и 3 соединены соответственно с первыми входами корректоров

6 и 7 инерционности. Вторые входы корректоров 6 и 7 инерционности подключены соответственно к выходам ключей 8 и 9, входы которых объединены и через нуль-орган 10 соединены с выходом анализатора 11 приращений. Ключи 8 и 9 выполнены по схеме транзисторного усилителя, работающего в ключевом режиме. Нуль-apraH выполнен по схеме компаратора напряжений, Анализатор 11 приращений выполнен г о схеме дифференцирующего усилителя. Вход анализатора 11 приращений подключен к первому входу корректора 6 инерционности, выход которого соединен с первым входом сумматора 12. Сумматор 12 выполнен по схеме усилителя постоянного тока.

Второй вход сумматора 12 соединен с выходом корректора 7 инерционности„а выход- с инвертирующим входом усилителя 2 постоянного тока.

Корректоры 6 и 7 инерционности содер жат транзистор 13, сток которого является

2О

ЗО

40 первым входом корректоров 6 и 7 и подключен к первому выводу резистора 14, Второй вывод резистора 14 соединен с первым выводом конденсатора 15, второй вывод которого подключен к истоку транзистора 13.

Затвор транзистора 13 является вторым входом корректоров 6 и 7, Инерционный сток транзистора 13 соединен с первым выводом конденсатора 16, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом усилителя 17 постоянного тока, вторым выводом резистора 14 и первым выводом резистора 18. Второй вывод резистора 18 является выходом корректоров 6 и 7 инерционности и подключен к выходу усилителя

17 постоянного тока, неинвертирующий вход которого через резистор 19 подкл ючен к нулевой шине устройства.

Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

На вход преобразователя подается напряжение переменного тока с изменяемой амплитудой (см. фиг. За), Это напряжение поступает на нагреватель термопреобразователя 1. На термоэлементе термопреобразователя 1 появляется термо ЭДС (см. фиг.

Зб), которая подается на входы корректора

6 инерционности и анализатора 11 приращений. При неизменном входном напряжении термоЭДС не изменяется и корректор 6 инерционности работает как линейный усилитель. Напряжение с выхода корректора 6 инерционности через сумматор 12 и усилитель 2 поступает на выход преобразователя.

Напряжение с выхода усилителя 2 подается также на подогреватель термопреобразователя 3 и вход усилителя 4. Диод 5 при этом открывается и усилитель 4 оказывается охваченным глубокой отрицательной обратной связью. Так как коэффициент усиления усилителя 4 достаточно большой, то потенциал íà его инвертируемом входе оказывается практически равным нулю. Через нагреватель термопреобразоватепя 3 протекаетток, вызывая термоЭДС на его термоэлементе. ТермоЭДС поступает на вход корректора 7 инерционности, и напряжение на его выходе суммируется в сумматоре 12 с напряжением, пропорциональным термоЭДС термопреобразователе 1. Когда напряжение на выходе преобразователя меняет знак (приобретает нерабочую полярность), диод 5 запирается и сопротивление инвертирующего входа усилителя 4 резко возрастает, При этом выходное напряжение преобразователя поступает через нагреватель и термоэпемент термопреобразоватвля 3, корректор 7 инерционности и сумматор 12 нэ инвертирующий вход усили1659889 теля 2, охватывая его отрицательной обратной связью и тем самым возвращая преобразователь в рабочую область.

При изменении амплитуды входного 5 напряжения (см. фиг. За) на термоэлементе термопреобразователя 1 в силу его инерционности термоЭДС изменяется с запаздыванием (см, фиг. Зб). Причем постоянная времени инерционности термопреобраэо- 10 вателей при нарастании напряжения хн и при спаде напряжения t<> неодинаковыХн втсп °

Изменение термоЭДС на входе корректора 6 инерционности переводит его в режим коррекции, то есть производится дифференцирование входного напряжения.

Так как tH (tc,, то при большом увеличении амплитуды термоЭДС (до 10 ) необходимо увеличивать постоянную времени 20 корректора 6 инерционности. Для этого термоЭДС подается также на вход анализатора

11 приращений, на выходе которого появляются сигналы (см. фиг. Зв) в моменты времени роста или спада термоЭДС, которые 25 поступают на вход нуль-органа 10, выполненного в виде компаратора напряжений.

При превышении входным напряжением порогового нуль-орган 10 формирует на выходе сигналы (см, фиг. Зг), длительность ко- З0 торых соответствует времени превышения порогового напряжения. Сигнал с выхода нуль-органа 10 поступает на входы ключей

8 и 9, которые на время действия входных сигналов закрываются и.подают на вторые З5 входы корректоров 6 и 7 инерционности управляющее напряжение, уменьшающее постоянную времени коррекции.

Корректоры 6 и 7 инерционности работают следующим образом. 40

Напряжение, приложенное к первому входу корректора, усиливается усилителем

17 постоянного тока. Отсутствие напряжения на втором входе корректора инерционности открывает транзистор 13 и включает "5 конденсаторы 15 и 16 параллельно. Изменение сигнала на первом входе корректора. будет дифференцироваться цепью из конденсаторов 15 и 16 и резистора 18 с постоянной времени т = (С1ь+ Сы)Я1а. Эта M постоянная времени подбирается равной постоянной времени инерционности термопреобразователей при малых изменениях амплитуды термоЭДС. Рост напряжения на входе корректора инерционности, которое 55 через резистор 14 поступает на инвертирующий вход усилителя 17 постоянного тока, и спад напряжения дифференцирующей цепи, постоянные времени изменения котоРых соизмеримы, приводит - к выравниванию напряжения на выходе корректора инерционности на все времени изменения входного напряжения, Появление сигнала на втором входе корректора закрывает транзистор 13 и отключает от дифференцирующей цепочки конденсатор 15, постоянная времени которой станет равной r- Сщй1а и будет соизмерима с постоянной времени инерционности термопреобраэователей при больших изменениях термоЭДС.

Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет повысить быстродействие и реобразования переменного напряжения в постоянное.

Формула изобретения

1, Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый термопреобраэователь, выводы термонагревателя которого соединены соответственно с входной и нулевой шинами устройства, второй термопреобразователь, элемент с однополярной проводимостью и два усилителя постоянного тока, выход первого иэ которых соединен с выходной шиной устройства и первым выводом нагревателя второго термопреобразователя, второй вывод нагревателя и первый вывод термоэлемента которого объединены и подключены к инвертирующему входу второго усилителя постоянного тока, выход которого соединен с его инвертирующим входом через элемент с однополярной проводимостью. о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены анализатор приращений, нуль-орган, два ключа, два корректора инерционности и сумматор, причем первый вывод термоэлемента первого термопреобраэователя подключен к нулевой шине устройства, а вторые одноименные выводы термоэлементов обоих термоп реоб разо вателей соединен ы соответственно с первыми входами первого и второго корректоров инерционности, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго ключей, входы первого и второго ключей объединены и через нуль-орган соединены с выходом анализатора приращений, вход которого подключен к первому входу первого корректора инерционности, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго корректора инерционности. а выход — с инвертирующим входом первого усилителя постоянного тока. . 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что корректор инерционности содержит три резистора, два конденсатора, 1659889 ф н а м(ю

ЙиЯ 3

Составитель Е.Плужникова

Редактор ЛЛошкарева Техред M.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 1841 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 усилитель постоянного тока и транзистор, первый вывод которого является первым входом корректора и подключен к первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу транзистора, третий вывод транзистора является вторым входом корректора, а первый его вывод соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, вторым выводом первого резистора и первым выводом второго резистора, 5 второй вывод которого является выходом корректора и подключен к выходу усилителя постоянного тока, при этом неинвертирующий вход усилителя постоянного тока через третий резистор подключен к нулевой шине

10 устройства.