Способ измерения отношения двух напряжений

Авторы патента:

G01R19/10 - измерения суммы, разности или отношения

Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании приборов, измеряющих отношения двух напряжений. Сущность изобретения: способ измерения отношения двух напряжений заключается в том, что формируют от уровня большего входного, первого опорного и меньшего входного напряжений первое, второе и третье соответственно линейно убывающие вспомогательные напряжения с крутизной, пропорциональной большему входному, опорному и меньшему входному напряжениям соответственно. Определяют искомое отношение меньшего входного напряжения к большему по результату измерения второго вспомогательного напряжения в момент равенства первого вспомогательного напряжения меньшему входному напряжению, а искомое отношение большего входного напряжения к меньшему определяют по результату измерения первого вспомогательного напряжения в момент равенства третьего вспомогательного напряжения второму опорному напряжению. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известен способ измерения отношения двух напряжений, заключающийся в формировании первого и второго вспомогательных напряжений, убывающих от уровней большего из входных и опорного напряжений соответственно, и определении искомого отношения по результату измерения второго вспомогательного напряжения в момент равенства первого вспомогательного напряжения меньшему входному напряжению, причем первое и второе вспомогательные напряжения формируют линейно убывающими с крутизной, пропорциональной большему из входных и опорному напряжениям соответственно.

Недостаток известного способа - ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности измерения отношения большего измеряемого напряжения к меньшему.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа.

Это достигается тем, что формируют от уровня меньшего входного напряжения третье вспомогательное линейно убывающее напряжение с крутизной, пропорциональной меньшему входному напряжению, фиксируют искомое отношение по результату измерения первого вспомогательного напряжения в момент равенства третьего вспомогательного напряжения второму опорному напряжению.

Введенные новые операции - формирование третьего вспомогательного линейно убывающего напряжения, в момент равенства которого с меньшим вторым опорным напряжением производят фиксацию значения первого вспомогательного линейно убывающего напряжения, которое на основании теоретических исследований пропорционально отношению большего измеряемого напряжения к меньшему, определяют более широкие функциональные возможности предложенного способа.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие способ.

Способ осуществляют следующим образом.

В момент t_o формируют первое вспомогательное падающее напряжение U

(t) от уровня большего входного напряжения, например U

, с крутизной, пропорциональной U

: U

(t) = U

(1-kt) где K - коэффициент пропорциональности.

В тот же момент t_o формируют второе вспомогательное падающее напряжение U

(t) от уровня опорного напряжения U

) с крутизной, пропорциональной U_o: U

(t) = U

(1-kt) В некоторый момент t₁ напряжение U

(t)окажется равным напряжению U

: U

(t₁) = U

(1-kt₁) = U

(1) В этот же момент t₁ измеряют значение U

(t₁) : U

(t₁) = U

(1-kt) (2) Решая совместно уравнения (1) и (2), получим U

(t₁) = U

(3) т.е. напряжение U

(t₁) пропорционально искомому отношению напряжений.

В момент t_o формируют третье вспомогательное линейно убывающее напряжение U

(t)от уровня меньшего входного напряжения, например U

с крутизной пропорциональной U

(t) = U

(1-kt), (4) где К - коэффициент пропорциональности.

В некоторый момент t₂ напряжение U

(t) окажется равным меньшему опорному напряжению U_o2.

(t₂) = U

(1-kt₂) = U

(5)
В этот же момент t₂ измеряют значение U

(t₂)
U

(t₂) = U

(1-kt₂) (6)
Решая совместно уравнения (5) и (6), получим
U

(t₂) = U

, (7) т.е. напряжение U

(t₂) пропорционально отношению большего измеряемого напряжения к меньшему.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит первый и второй источники 1 и 2 вспомогательных напряжений соответственно, компаратор 3, ключ 4, первый и второй входы 5 и 6, источник 7 опорного напряжения и выход 8. Каждый источник 1 и 2 выполнен на интеграторе 9 и сумматоре 10. Устройство также содержит третий источник 11 вспомогательного напряжения, второй компаратор 12, второй ключ 13, источник 14 второго опорного напряжения, первый и второй усилители 15, 16 соответственно, второй выход 17.

Выход источника 1 соединен с одним входом компаратора 3, другой вход которого подключен к входу 6 меньшего входного напряжения. Выход компаратора 3 соединен с управляющим входом ключа 4, вход которого соединен с выходом источника 2, а выход - с выходом 8 устройства. Входы источников 1 и 2 соединены с входом 5 большего из входных напряжений и источником 7 соответственно.

Вход каждого источника 1 и 2 соединен с входом интегратора 9 и суммирующим входом сумматора 10, вычитающий вход которого соединен с выходом интегратора 9, а выход - с выходом источника 1 (2).

Между выходом 8 и выходом ключа 4 включен первый усилитель 15 с коэффициентом усиления U_o2. Вход 6 меньшего входного напряжения соединен с входом источника 11 третьего вспомогательного напряжения, выход которого соединен с одним входом компаратора 12, другой вход которого подключен к выходу источника 14 второго опорного напряжения. Выход компаратора 12 соединен с управляющим входом второго ключа 13, выход которого соединен с вторым выходом 17 устройства через второй усилитель 16 с коэффициентом усиления равным U_o1. Вход второго ключа 13 соединен с выходом первого источника 1 вспомогательного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

По команде, поступающей в момент to на входы "Пуск" интеграторов 9, на выходах источников 1, 2,11 формируются вспомогательные линейно убывающие напряжения U

(t),U

(t), крутизна которых пропорциональны напряжениям U

,U_o1, U

соответственно.

Напряжение U

(t) подается на один вход компаратора 3, на другой вход которого поступает напряжение U

(U_вх2<U). При выполнении в момент t₁ условия U_B1(t₁)=U_вх2 на выходе компаратора 3 формируется сигнал, поступающий на управляющий вход ключа 4, на выходе которого фиксируется величина U_B2(t₁), которая согласно соотношению (3) пропорциональна отношению меньшего измеряемого напряжения U_вх2 к большему U_вх1, а на выходе первого усилителя 15 с коэффициентом усиления U_o2 фиксируется величина U

, а в случае ослабителя с коэффициентом передачи

- величина

Напряжение U_B3(t) подается на один вход второго компаратора 12, на другой вход которого поступает напряжение U_o2 c выхода 14 источника опорного напряжения. При выполнении в момент t₂ условия U_B3(t₂)=U_o2 на выходе второго компаратора 12 формируется сигнал, поступающий на управляющий вход второго ключа 13, на выходе которого фиксируется величина U_B1(t₂), которая, согласно соотношению (7) пропорциональна отношению большего измеряемого напряжения U_вх1 к меньшему U_вх2, а на выходе второго усилителя 16 с коэффициентом усиления U_o1 фиксируется величина U

, а в случае ослабителя с коэффициентом ослабления 1/U_o2- величина

По сравнению с прототипом данный способ позволяет за счет формирования третьего вспомогательного линейно убывающего напряжения, в момент равенства которого с меньшим вторым опорным напряжением, производить фиксацию значения первого вспомогательного убывающего напряжения, расширяя тем самым функциональные возможности способа.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, заключающийся в том, что формируют от уровня большего входного и первого опорного напряжений первое и второе соответственно линейно убывающие вспомогательные напряжения с крутизной, пропорциональной большему входному и опорному напряжениям соответственно, и определяют искомое отношение меньшего входного напряжения к большему по результату измерения второго вспомогательного напряжения в момент равенства первого вспомогательного напряжения меньшему входному напряжению, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, формируют от уровня меньшего входного напряжения третье вспомогательное линейно убывающее напряжение с крутизной, пропорциональной меньшему входному напряжению, определяют искомое отношение большего входного напряжения к меньшему по результату измерения первого вспомогательного напряжения в момент равенства третьего вспомогательного напряжения второму опорному напряжению.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Способ функционального преобразования двух напряжений и устройство для его осуществления // 2019836

Способ функционального преобразования двух напряжений и устройство для его осуществления // 2019835

Способ определения отношения амплитуд электрических импульсов // 1818592

Дифференциальный указатель переменных напряжений // 1734030

Измерительный преобразователь отношений двух сигналов // 1734029

Способ измерения относительной разности амплитуд двух гармонических напряжений // 1732287

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике

Способ поверки коаксиального измерительного преобразователя // 1721528

Изобретение относится к электрическим измерениям, может быть использовано при передаче размера единицы СВЧ-напряжения в коаксиальных трактах передачи от средств измерений более высокой точности к средствам измерений более .низкой точности и предназначено для поверки преобразователей СВЧ-напряжения, КСВН которых близок к единице

Дифференциальный указатель // 1689863

Устройство для измерения отношения двух напряжений // 1667504

Изобретение относится к средствам измерения отношения двух сигналов

Устройство для фиксации коммутационного износа выключателей // 2163382

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным масляным выключателям электрических сетей

Устройство для выделения абсолютных приращений напряжения // 2212675

Изобретение относится к области информационно-измерительной и аналоговой вычислительной техники и может использоваться в анализаторе колебаний напряжения

Устройство для определения приращений напряжения между соседними экстремумами // 2213978

Изобретение относится к области информационно-измерительной и аналоговой вычислительной техники, может использоваться в анализаторах качества электроэнергии

Цифровой измеритель коэффициента передачи // 2236018

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано для измерения параметров усилителей низких и инфранизких частот, а также для автоматизированного контроля трактов прохождения аудиосигналов

Способ измерения угла диэлектрических потерь // 2349922

Изобретение относится к электротехническим измерениям, предназначено для измерения угла диэлектрических потерь диэлектрических материалов

Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик гармонических сигналов // 2089919

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к устройствам для измерения отношения K значений амплитуд и величины сдвига фаз F0 двух гармонических сигналов, и может быть использовано при корреляционном анализе, преимущественно сигналов звукового и инфразвукового частотных диапазонов

Способ функционального преобразования двух напряжений и устройство для его осуществления // 2022273

Устройство для измерения отношения аналоговых сигналов // 2028002

Измеритель разности потенциалов геофизический (ирпг) // 2485555

Изобретение относится к геофизике

Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков // 2562000

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при обработке информации, получаемой при проведении многофакторных экспериментальных исследований. Техническим результатом заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей для измерения отношения напряжения мостовых датчиков. Устройство для измерения отношения напряжения мостовых датчиков содержит рабочий и сравнительные мосты, источники питания мостов и измерительный усилитель. В цепь отрицательной обратной связи измерительного усилителя включен сравнительный мост, управляющий коэффициентом усиления усилителя переменного тока, подключенного своим выходом к входной обмотке трансформатора. Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено рабочими и сравнительными мостами. Эти мосты включены своими измерительными диагоналями последовательно. Рабочие мосты снабжены дополнительными источниками питания, а сравнительные мосты диагоналями питания связаны с дополнительными выходными обмотками трансформатора. Образованная следящая система автоматического управления обеспечивает высокую точность результирующих измерений. 1 ил.