Аналого-цифровой преобразователь действующих значений напряжений произвольной формы

 

ОПИСАНИЕ 350162

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 20.1.1970 (№ 1395985/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.1Х.1972. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 23.Х.1972

М. Кл. Н 03k 13/20

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325.5(088.8) Авторы изобретения

С. И. Чибриков, В. И. Осокин, H. Д. Дубовой, С. В. Груздев, Р. Г. Карпов и Ю. В. Шамонин

ВСЕСОЮЗНАЯ

gÄE8TÐ ц11т« "

Заявитель И«ЧН . -«- "

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩИХ

ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯ)КЕНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при разработке и проектировании контрольноизмерительных приборов.

Известны аналого-цифровые преобразователи действующих значений напряжений произвольной формы, содержащие последовательно соединенные линейный измерительный преобразователь средних значений, преобразователь напряжения в частоту импульсов, вентиль и счетчик импульсов.

Однако известные аналого-цифровые преобразователи действующих значений напряжений произвольной формы обладают значительной погрешностью.

С целью повышения точности измерения предлагаемый аналого-цифровой преобразователь содержит устройство коррекции погрешности, выполненное в виде последовательно соединенных формирователя опорного напряжения, линейного измерительного преобразователя средних значений, преобразователя напряжения в частоту импульсов, формирователя временного интервала, причем вход формирователя опорного напряжения подключен к входной клемме всего устройства, а выход формирователя временного интервала соединен с управляющим входом вентиля.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого аналого-цифрового преобразователя действующих значений напряжений произвольной формы.

Предлагаемое устройство состоит из формирователя 1 опорного напряжения (ФОН), ли5 нейного преобразователя 2 среднего значения (ЛИП1) линейного измерительного преобразователя 8 (ЛИП2), линейных преобразователей 4 и 5 постоянного напряжения в частоту (ПНЧ), устройства 6 формирования импуль10 сов, счетчика импульсов 7.

Преобразователь работает следующим образом, Измеряемое напряжение U поступает параллельно на формирователь 1 опорного на15 пряжения (ФО1-1) и линейный преобразователь 2 среднего значения (ЛИП1).

ФОН1 формирует из входного сигнала U постоянное по действующему значению напря20 жение U,p „форма которого аналогична форме входного сигнала. Сформированное опорное напряжение ФОН1 поступает на линейный измерительный преобразователь 8 (ЛИП2), аналогичный преобразователю 2. Постоянное вы25 ходное напряжение U, для преобразователя

2 может быть записано

Up = U8ô. Кср, Кф ««ar « где Кср, — коэффициент передачи ЛИП1 по

30 среднему значению измеряемого

350162

3 напряжения, определяемый элементами схемы преобразователя;

Кф., — коэффициент формы измеряемого напряжения;

Uay — действующее значение измеряемого напряжения.

Аналогично можно записать для выходного постоянного напряжения U,=ïðåoáðàçîâàòåля 8 т то: ггнф o Кф айаг Кср, °

Учитывая, что значение У,ф,, и К,р. определяются элементами ФОН1 и ЛИП2 и являются постоянными, можно записать

+o= — А Кф var °

Постоянные напряжения U< и U< поступают соответственно на линейные преобразователи 4 и 5 постоянного напряжения в частоту (ПНЧ) с коэффициентом преобразования

К „,. Частота следования импульсов, получаемых на выходе преобразователей 4 и 5, можеч быть записана соответственно как

fz — Кннч ° 1 /г флаг i

f / пнч >o: Кпнч Кср, Кф наг г- нф.

С выхода преобразователя 4 импульсы с частотой f< поступают на устройство б формирования импульса с длительностью

Ь = — К=Т,К, Л где К вЂ” постоянный коэффициент расширения импульса Т .

Отсюда получаем выражение

Лс=

К пнч A Кф.айаг

Сформированный импульс Лт поступает на управляющий вход счетчика импульсов 7, являясь его временной базой. На счетный вход счетчика поступает частота f2 с линейного преобразователя 5. Таким образом число импульсов, записанное в счетчике, определяется выражением

12

Представив полученные ранее значения f2 и

Лт имеем ннч ср Кф айаг эф K

N=

° ю г1 — Эф

Кпнч А Кф var

Это выражение показывает, что связь между числом импульсов, записанным в счетчике, и действующим значением измеряемого напряжения U,ô линейна.

Погрешность преобразователя определяется, в основном, динамическими свойствами ФОН и ПНЧ. Основываясь на том, что статическая погрешность фор мирователя опорного напряжения (ФОН) не превышает 0,05 /о и при использовании ПНЧ с импульсной обратной связью погрешность преобразования постоянного напряжения в частоту не превышает

0,1 /о в широком диапазоне входного напряжения, суммарная погрешность предлагаемого преобразователя составляет 0,2 — 0,3 /о от текущего значения в широком рабочем диапазоне входных напряжений.

Высокая точность и линейность данного преобразователя обеспечивается использованием, например, двух однотипных линейных преобразователей 2 и 3 среднего значения напряжения и линейных преобразователей 4 и 5 постоянного напряжения, исключающих систематическую погрешность ЛИП и ПНЧ при изменении температуры окружающей среды и уровня входного сигнала.

Кроме того, использование двух ЛИП и

ПНЧ позволяет полностью автоматизировать процесс измерения и таким образом значительно увеличить быстродействие преобразователя, которое определяется лишь инерционны. ми свойствами ЛИП.

Предмет изобретения

Аналого-цифровой преобразователь действующих значений напряжений произвольной формы, содержащий последовательно соединенные линейный измерительный преобразователь средних значений, преобразователь напряжения в частоту импульсов, вентиль, счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он содержит устройство коррекции погрешности, выполненное в виде последовательно соединенных формирователя опорного напряжения, линейного измерительного преобразователя средних значений, преобразователя напряжения в частоту импульсов, формирователя временного интервала, причем вход формирователя опорного напряжения подключен к входной клемме всего устройства, а выход формирователя временного интервала соединен с управляющим входом вентиля.

350162

Составитель С. Луиииская

Техред А. Камышникова

Корректор А. Васильева

Редактор T. Морозова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3566/7 Изд. ¹ 1458 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4!5