Компенсационное устройство переменного тока

 

38407I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04 Ч.1971 (№ 1655867/18-10) М. Кл. б 01г 17/06 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.Ч.1973. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 15Х1I I.1973

Комитет пе делам иэобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.312(088.8) Авторы изобретения А. П. Андронов, Ю. К. Николаев, В. В. Питеряков и В. В. Тихомиров

Заявитель

КОМПЕНСАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Устройство относится к области измерения величин переменных токов и может быть использовано в компенсаторах переменного тока и в следящих системах.

Известны устройства, в которых для уменьшения влияния квадратурной помехи используется дополнительная компенсационная схема, аналогичная схеме для измерения полезного сигнала. Однако применение дополнительной схемы усложняет компенсационное устройство, кроме того, из-за взаимосвязи кон туров уравновешивания увеличивается время уравновешивания компенсационной схемы, значительно усложняется процесс наладки схемы и уменьшается ее надежность.

Цель изобретения — повышение точности и надежности компенсационного устройства.

Это достигается тем, что в цепь обратной связи усилителя включено управляемое сопротивление, управляющий вход которого подключен к выходу удвоителя частоты, соединенного своим входом с источником опорного напряжения, подключенным к цепи питания датчика. При этом усилитель обладает фазоизбирательными свойствами, что позволяет подавить квадратурную помеху непосредственно в усилителе.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — схема усилителя, Компенсационное устройство содержит датчик 1, узел 2 компенсации, делитель 8 компенсирующего напряжения, усилитель 4, управляемое сопротивление 5, удвоитель 6 час5 тоты, источник 7 опорного напряжения, исполнительный орган 8 и отсчетное устройство 9.

Усилитель 4 представляет собой двухкаскадную транзисторную схему, содержащую конденсатор 10, резисторы 11, 12 и 13 в цепи

10 последовательной обратной связи и конденсатор 14.

Компенсационное устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика 1, пропорциональ15 ный величине измеряемого параметра, поступает в узел компенсации, где сравнивается с напряжением, подаваемым на это же устройство с выхода делителя компенсирующего напряжения. Разность измеряемого и компенси20 рующего напряжений поступает на усилитель

4, в цепь обратной связи которого включено управляемое сопротивление 5. На управляющий вход сопротивления подается напряжение с удвоителя частоты, соединенного своим вхо25 дом с источником опорного напряжения, подключенного к цепи питания датчика, и после усиления — на исполнительный орган 8.

Исполнительный орган, воздействуя на делитель компенсирующего напряжения, изме30 няет величину этого напряжения и приводит

384071 где

U — напряжение на входе усилителя; схему в состояние, при котором измеряемое и компенсирующее напряжения равны между собой.

При этом сигнал на входе усилителя становится равным нулю, исполнительный орган останавливается, и отсчетное устройство, связанное с исполнительным органом, показывает величину измеряемого параметра.

Вместе с измеряемым сигналом в узел компенсации и далее на усилитель поступает квадратурная помеха, которая может попасть па исполнительный орган и привести к погрешности измерения.

Подавления квадратурной помехи в данной схеме достигают следующим образом. При подключении конденсатора 10 к выходу усилителя, каждый каскад которого охвачен достаточно глубокой последовательной отрицательной обратной связью с помощью резисторов 11, 12 и 18, а весь усилитель — параллельной обратной связью с помощью управляемого сопротивления 5, на входе последнего создается индуктивный импеданс, величина которого равна

L = — 1 гС, 1 где Pi — коэффициент усиления по току первой ступени усилителя; р — общий коэффициент усиления по току усилителя;

R — величина управляемого сопротивления в цепи параллельной обратной связи;

r — величина сопротивления резистора

П в цепи последовательной обратной связи, охватывающей первую ступень усилителя.

Из этой формулы видно, что изменяя вели чину R управляющим напряжением с выхода удвоителя частоты, можно изменять величину индуктивности L.

При подключении конденсатора 14 параллельно входу усилителя получают параллельный колебательный контур с перемен ной индуктивностью, Если изменять величину этой индуктивности с частотой, равной удвоенной частоте измеряемого сигнала и с определенной глубиной модуляции х, то напряжение на зажимах параллельного колебательного контура, а, следовательно и на входе усилителя, при резонансе определяется выражением

1+хе . 2 ток колебательного контура; эквивалентное сопротивление контура при резонансе;

О = ч „— 2cp —— величина, зависящая от фазы модулирующего напряжения р„и измеряемого сигнала ср.

Из этой формулы видно, что напряжение на входе усилителя зависит от соотношения фаз сигнала и модуляции индуктивности.

15 При соответствующем выборе фазы модуляции напряжение для полезного сигнала равно 1с — 1с1 в

20 а для квадратурной помехи

U„= I„R

1-(- х

25 Для глубины модуляции к (0(м(1), достаточно близкой к единице U<» U< при

1 = 1„т. е. схема обладает свойствами фазовой избирательности, причем полезный сигнал оказывается усиленным за счет эф30 1 фекта параметрического усиления в раз

1-+- x

1 а квадратурная помеха — подавленной в

1 -+- х раз. При этом отношение полезного сигнала

1+ х к квадратурной помехе увеличивается в

1 — раз.

Предмет изобретения

Компенсационное устройство переменного тока, содержащее последовательно соединен45 пые датчик с цепью питания, узел компенсации, усилитель, исполнительный орган, причем между цепью питания датчика и выходом исполнительного органа включен усилитель компенсирующего напряжения, выход которого

50 подключен к второму входу узла компенсации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в цепь обратной связи усилителя включено управляемое сопротивление, управляющий вход которого

55 подключен к последовательно соединенным удвоителю частоты и источнику опорного напряжения, вход последнего подключен к цепи питания у помянутого датчика.

384071

Составитель В. Степанов

Техред E. Борисова

Корректор В. )Колудева

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2224/2 Изд. № 1601 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5