Измерительный преобразователь постоянного напряжения в постоянное с гальванической развязкой

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аппаратуре управления электроприводами металлоре ,г жущих станков. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения напряжений двух полярностей и повышение точности измерения за счет устранения статической ошибки. Измерительный преобразователь содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого подключена к входным выводам через диоды 2, 3, а вторичная обмотка - к выходным выводам через узлы 7, 8 выборки и хранения, и генератор 5 прямоугольных импульсов, который формирует импульсы на вторичной обмотке трансформатора 1. Один из узлов 7, 8 запоминает импульсы положительной полярности, а другой-отрицательной полярности. Импульсы на выходе суммируются, что позволяет измерять входные напряжения различной полярности . При этом повышается точность измерения за счет компенсации падения напряжения на диодах 2, 3. 2 ил (Л с

СОЮЗ СОРЕ! СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (я)ю Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТРЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.! (21) 4627249/07 (22) 27.12.88 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (72) А.Г.Одинцов и А,Н.Попов (53) 621.316,722.1 (088,8) (56) Электронная техника в автоматике. /Под ред. Ю.И. Ко не ва. — M.,: Радио и связь, 1977, вып,9, с.283.

Униполярный измерительный преобразователь напряжения с гальванической развязкой. Тематический сборник научных трудов. / Под ред. В,А.Лифанова и др., Челябинск, 1985, с.83. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ С ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аппаратуре управления электроприводами металлоре(!9) SU (Ill 1 О8665 А 1 жущих станков. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения напряжений двух полярностей и повышение точности измерения за счет устранения статической ошибки.

Измерительный преобразователь содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого подключена к входным выводам через диоды 2, 3, а вторичная обмотка — к, выходным выводам через узлы 7, 8 выборки и хранения, и генератор 5 прямоугольных импульсов, который формирует импульсы на вторичной обмотке трансформатора 1, Один из узлов 7, 8 запоминает импульсы положительной полярности, а другой — отрицательной полярности. Импульсы на выходе суммируются, что позволяет измерять входные напряжения различной полярности. При зтом повышается точность измерения за счет компенсации падения напряжения на диодах 2, 3, 2 ил, 1686651

25

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в аппаратуре управления электроприводами металлорежущих станков, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения напряжений двух полярностей и повышение точности измерения эа счет устранения статической ошибки.

На фиг.1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Измерительный преобразователь содержит трансформатор 1, первичная обмотка KoTopoHi через встречно-параллельно включенные диоды 2 и 3 подключена к входным выводам и конденсатору 4, генератор

5 прямоугольных импульсов, выход которого через резистор 6 подключен к первому выводу вторичной обмотки трансформатора

1 и к входным выводам первого и второго 8 узлов выборки и хранения, выходной вывод первого 7 из которых через первый токоограничивающий резистор 9, а выходной вывод второго 8 через второй токоограничивающий резистор 10 подключены к первому выходному выводу, второй выходной вывод подключен к второму выводу вторичной обмотки трансформатора 1 и общим выводом первого и второго узлов 7 и 8 выборки и хранения вывод управления первого узла 7 выборки и хранения соединен с выходом генератора

5 прямоугольных импульсов непосредственно, а вывод управления второго узла 8 выборки и хранения соединен с выходом генератора 5 через инвертор 11. Первый узел 7 выборки и хранения состоит иэ полевого транзистора 12, запоминающего конденсатора 13, биполярного транзистора 14, дифференцирующей RC-цепочки на резисторе 15 и конденсаторе 16, первого 17 и второго 18 резисторов, при этом исток полевого транзистора 12 соединен с выходным выводом узла 7, сток — с выходным выводом и через запоминающий конденсатор 13 с общим выводом, а затвор через переход коллектор — эмиттер биполярного транзистора 14 подключен к общему выводу, база биполярного транзистора 14 через

RC-цепочку 15, 16 подключена к выводу управления узла 7, коллектор транзистора 14 через первый резистор 17 подключен к выводу для подключения источников питания, второй резистор 18 подключен параллельно переходу база — эмиттер транзистора 14.

Второй узел 8 выборки и хранения выполнен аналогично первому узлу 7 на полевом транзисторе 19, запоминающем конденсаторе 20, биполярном транзисторе 21, дифференцирующей RC-цепочке 22, 23, первом

24 и втором 25 резисторах, Преобразователь работает следующим образом, Импульсы с выхода генератора 5 прямоугольных импульсов (фиг,2а) через токоограничивающий резистор 6 поступают на вторичную обмотку трансформатора 1. На первичную обмотку трансформатора 1 через диоды 2 и 3 поступает измеряемое двухполярнре напряжение Овх (фиг,2б), Импульсы с выхода генератора 5 (фиг,2а) дифференцируются цепочкой иэ резистора

6 и индуктивности трансформатора 1, при этом амплитуда формируемых на вторичной обмотке трансформатора 1 импульсов (фиг.2в) ограничивается на уровне измеряемого напряжения Овх плюс остаточное напряжение одного из открытых диодов 2. 3, Величина положительного импульса напряжения на вторичной обмотке трансформатора 1 определяется выражением Отр(2) = Urp(1) Ктр = (Овх Л Одг) Ктр. (1)

Величина отрицательного импульса напряжения на вторичной обмотке трансформатора.1 определяется выражением (Отр(2) = Urp(1) Ктр = (Овх + Ь Одз) Ктр, (2) где Urp(>) — амплитуда напряжения на первичной обмотке трансформатора 1 положительной полярности;

Отр(ц — амплитуда напряжения íà первичной обмотке трансформатора 1 отрицательной полярности;

Ктр — коэффициент трансф" рмации трансформатора 1;

Овх — измеряемое входное напряжение;

ЛОдг и ЛОдз — остаточное напряжение открытых диодов 2 и 3.

Импульсы вторичной обмотки трансформатора 1 поступают на узлы 7 и 8 выборки и хранения. Узел 7 выборки и хранения при открытом полевом транзисторе 12 запоминает на конденсаторе 13 амплитуду отрицательных импульсов вторичной обмотки трансформатора 1 (фиг,2г).

Узел 8 выборки и хранения при открытом полевом транзисторе 19 запоминает на конденсаторе 20 амплитуду положительного импульса на вторичной обмотке трансформатора 1 (фиг.2д).

Резисторы 9 и 10, подключенные соответственно к выходным выводам узлов 7 и

8 выборки и хранения, образуют делитель напряжения, средняя точка которого соединена с выходным выводом устройства. На16>36651

0 р(г)

2 тр 0вх

Овых— лц,э — ли,2

2. (3) (4) 0вых = тр 1вх пряжение на выходе устройства (фиг.2е) с учетом (1), (2) и при условии малой величины тока, потребляемого нагрузкой, определяется выражением

В случае использования однотипных диодов 2 и 3 остаточные напряжения на них в открытом состоянии

Аналогично происходит работа преобразователя при изменении полярности входного напряжения, Таким образом, за счет компенсации остаточного напряжения на открытых диодах повышается статическая точность измерения входного постоянного напряжения при одновременном обеспечении гальванической развязки входных и выходных цепей напряжения двух полярностей одним устройством, Формула изобретения

Измерительный преобразователь постоянного напряжения в постоянное с гальванической развязкой, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого через первый диод подключена к входным выводам, параллельно которым подключен входной конденсатор, генератор прямоугольных импульсов, выход которого через резистор подключен к первому выводу вторичной обмотки трансформатора и входному выводу первого узла выборки и хранения, выходной вывод которого через первый токоограничивающий резистор подключен к первому выходному выводу, второй выходной вывод подключен к второму

45 выводу вторичной обмотки трансформатора и общему выводу первого узла выборки и хранения, вывод управления которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, причем первый узел выборки и хранения состоит из полевого транзистора, запоминающего конденсатора, биполярного транзистора, дифференцирующей RC-цепочки, первого и второго резисторов, при этом исток полевого транзистора использован в качестве входного вывода, сток — в качестве выходного вывода, а затвор соединен с коллектором биполярного транзистора, эмиттер которого использован в качестве общего вывода, база биполярного транзистора подключена к RCцепочке, свободный вывод которой использован в качестве вывода управления, коллектор через первый резистор подключен к выводу для подключения источника питания, второй резистор подключен параллельно переходу база — змиттер биполярного транзистора, запоминающий конденсатор подключен между выходным и общим выводами первого узла выборки и хранения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения напряжений двух полярностей и повышения точности измерения за счет устранения статической ошибки в него введены второй диод, второй узел выборки и хранения, выполненный аналогично первому узлу выборки и хранения, второй токоограничивающий резистор и инвертор, при этом входной вывод второго узла выборки и хранения подключен к первому выводу вторичной обмотки трансформатора, выходной вывод второго узла выборки и хранения через второй токаограничивающий резистор подключен к выходному выводу, а вывод управления через инвертор подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, второй диод включен встречно-параллельно первому диоду.

1686651

Составитель Е.Финогенов

Техред M,Moðãåíòàë Корректор М.Шароши

Редактор H.Ãóëüêo

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3608 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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