Цифровой вольтметр интегрирующего типа
i
О П ИWA. и Ц, Е 218302
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹.Ч. Кл. G Оlг 13, 02
Ci Оlп 17,02
Заявлено 10.1.1967 (№ 1126114126-10) с присоединением заявки №
Комитет ло делам иеобретеиий и открытий оды Совете Уинистров
СССР
Приоритет
Опубликовано 29.1Х.1972. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания З.Х1.1972 ДК 621.317.726:621. .396.669 (088.8) Авторы изобретения A. С. Очков, В. А. Яночкин, Б. С. Мошкаров и В. Д. Зибров
Заявитель
ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ТИПА
Изобретение относится к электронной измерительной технике.
Известны цифровые вольтметры, в которых для устранения влияния помех с частотой сети питания используется фильтр на входе.
Известны также цифровые вольтметры интегрирующего типа, в которых период интегрирования вольтметра выбран равным или кратным номинальному периоду напряжения сети питания. В этом случае в период интегрирования укладывается целое число периодов синусоидальной помехи, а поскольку интеграл от синусоиды за период равен нулю, то влияние помехи уменьшается.
Описываемый цифровой вольтметр отличается от известны.; тем, что он снабжен устройством автоматического согласования периода интегрирования измеряемого напряжения с периодом напряжения сети питания, выполненным в виде двуx подключенных ко входам схемы сравнения длительности импульсов формирователей, один из которых, формирующий импульсы с,длительностью, равной периоду интегрирования измеряемого напряжения, соединен своим входом с выходом счетчика импульсов, а другой, формирующий прямоугольные импульсы с длительностью, равной периоду напряжения сети питания, своим входом подключен к сети, причем выход схемы сравнения подключен к генератору синхронизирующнх импульсов через дополнительный интегратор. Эти отличия обеспечивают более полное подавление помех с частотой сети питания и ее гармоник и уменьшают их влияние на точность измерений даже при изменении частоты напряжения сети.
На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого цифрового вольтметра интегрирующего типа; на фиг. 2 — временная диаграмма
10 работы данного вольтметра.
Вольтметр содержит усилитель-|штегратор
1, источник 2 эталонного напряжения, переключатель 3, подключающий на вход усилителя-интегратора 1 попеременно измеряемое на15 пряжение U< и эталонное напряжение U, нуль-орган 4, соединенный с выходом усилителя-интегратора 1, генератор 5 синхронизирующих импульсов, счетчик 6, вентиль 7, разрсшаю|ций прохождение импульсов генерато20 ра 6 на счетчик 6. Устройство автоматического согласования состоит из формирователя 8 прямоугольных имп льсов периода интегрировани, формирователя 9 прямоугольных импульсов из синусоиды напряжения питания, 25 схемы 10 для сравнения импульсов от формирователей 8 и 9 по длительности и интегратор
11. Кроме того, устройство автоматического согласования использует имеющийся в вольтметре генератор 5 синхронизирующих импуль30 сов, вентиль 7 и счетчик 6 импульсов, причем
218302
45 генератор 5 выполняется с подстройкой по частоте.
Вольтметр работает следующим образом.
На вход усилителя-интегратора 1 с помощью переключателя 8 подается измеряемое напряжение U,. По сигналу, приходящему на клемму 12 в момент tp (фиг. 2), открывается вентиль 7 и одновременно начинается заполнение счетчика б импульсами генератора 5 и интегрирование измеряемого напряжения Ui.
Наклон напряжения на выходе усилителя-интегратора 1 зависит OT измеряемого напряжения U>. Средняя частота импульсов генератора 5 выбрана такой, что через 20 мсек (период частоты 50 ги) счетчик б переполняется и по сигналу его переполнения в момент (фиг. 2) с помощью переключателя 3 на вход усилителя-интегратора 1 подключается напряжение U> источника 2 эталонного напряжения, имеющее полярность, противоположную измеряемому напряжению Уь Наклон выходного напряжения соответственно изменяется, счетчик б продолжает заполняться. В момент
12 (фиг. 2) нуль-орган 4 выдает сигнал о том, что выходное напряжение усилителя-интегратора 1 сравнялось с нулем. По этому же сигналу останавливается счетчик б.
Из временной диаграммы (фиг. 2) видно, что (l (ii — tp) = У (4 — t() . Отсюда
= (4 — t ), но С= =const, слеUg . г
ti — to (4 — о) довательно, U =С(t2 — tl), т. е. число, накопленное в счетчике б, пропорционально измеряемому напряжению U<.
Так как эталонное напряжение свободно от помех, влияние помехи от сети питания сказывается только при интегрировании измеряемого напряжения в первые 20 мсек (t — tp) измерительного цикла.
Устройство автоматического согласования работает следующим образом.
Формирователь 8 формирует прямоугольный импульс, равный по длительности периоду (ti — 1о) интегрирования измеряемого напряжения U>. Формирователь 9 формирует прямоугольный импульс, равный по длительности периоду напряжения питания. Схема сравнения 10 выдает импульс, равный по длительности разности импульсов формирователей 8 и 9. Полярность импульса определяется знаком разности. Импульс схемы сравнения производит частичный заряд или разряд (в зависимости от полярности) конденсатора интегратора 11. Напряжение с выхода интегратора 11 подается на регулировку частоты импульсов генератора 5. В результате частота
cèn ðoíHçèðó oùHx импульсов генератора 5 изменяется в соответствующую сторону, период интегрирования также изменяется, и разность периодов интегрирования и напряжения питания уменьшается.
Степень подавления влияния помехи от сети,питания зависит от чувствительности и быстродействия элементов схемы автоматического согласования и может быть очень высокой.
Предмет изобретения
Цифровой вольтметр интегрирующего типа, содержащий переключатель измеряемого и эталонного напряжения, усилитель-интегратор, нуль-орган, генератор синхронизирующих импульсов, вентиль и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения более полного подавления помех с частотой сети питания и ее гармоник и уменьшения их влияния на точность измерений, он снабжен устройством автоматического согласования периода интегрирования измеряемого напряжения с периодом напряжения сети питания, выполненным в виде двух подключенных ко входам схемы сравнения длительности импульсов формирователей, один из которых, формирующий импульсы с длительностью, равной периоду интегрирования измеряемого напряжения, соединен своим входом с выходом счетчика импульсов, а другой, формирующий прямоугольные импульсы с длительностью, равной периоду напряжения сети питания, своим входом подключен к сети, причем выход схемы сравнения подключен к генератору синхронизирующих импульсов через дополнительный интегратор.
218302
U, и2. 1
>и2. 2
Редактор Н. Коган
Заказ 3671/3 Изд. ¹ 1530 Тирам. 406 Поди ив.! ое
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретешш и открытий прп Совете Мипистров СССP
Москва, К-35, Раушская иаб., д. 4!5
Типографии, пр. Сапунова, 2
Составитель С. Лукинская
Текред Л, Куклина
Корректоры; Г. Запорожец и Н. Прокуратова
