Способ измерения напряжения

 

385227

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сове Соеетсккх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.Ч.1971 (¹ 1653156/18-10) М. Кл. С 01г 19/26 с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 29 Ч.1973. Бюллстень ¹ 25

Дата опублгткования описания 21.IX.1973

Комитет по лелем изобретеиий и открытии при Совете Мииистрое

СССР

УД1 621 317 322 (OS8.8) Автор изобретения

Л. К. Золотков

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ где (2) А/= т=/ u,т, где Т вЂ” время интегрирования (время подсчета импульсов с выхода преобразователя

«напряжение — частота») .

Для напряжений, превышающих динамический диапазон преобразователя, применяют масштабный преобразователь — .делитель напряжения (коэффициент деления обычно выбирают кратным 10). При этом результат и змерения л1,=k Цх т, n+ 111 (3) где и — коэффициент масштабного преобразования;

4и — погрешность задания коэффициента преобразования, зависящая от неточности задания номиналов делителя, температурного и временного их ухода.

Источник опорного напряжения периодически (например, после каждого включения п рибора в сеть и его прогрева) подключают поочередно ж выходу и входу масштабного

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известны способы измерения напряжений, основанные на масштабном преобразовании измеряемого напряжения в частоту импуль- 5 сов с последующим преобразованием частоты в цифровую форму.

Для этих способов характерна погрешность, вызванная неточностью установки за- 10 данного коэффициента масштабного .преобразования.

Цель изобретения — повышение точности измерений. Достигается она тем, что источник опорного напряжения согласно предлагаемо- 15 му способу периодически (например, раз в сутки), подключают поочередно к выходу и входу масштабного преобразователя. Одновременно изменяют время интегрирования частоты или частоту в число раз, .равное за- 20 данному козф фициенту масштабного преоб,разова пия, и коэффициент масштабного преобразования изменяют до совпадения результатов измерения.

Уравнение преобразования преобразователя «напряжение — частота» на основном пределе измерения имеет вид

1 (1) ЗО

t — выходная частота;

/с — крутизна преобразования;

U,. — измеряемое напряжение.

Результат, получаемый на счетчике:

385227

U0n п-;5п

1— и —, Лп

45

Составитель A.

Изюмов

Корректор Л. Новожилова

Текред Е. Борисова

Редактор Б. Федотов

Заказ 507/1553 Изд. № 663 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий .при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» преобразователя. В первом случае частота — (./вв> во втором случае

Одновременно с подключением U „„,êo входу масштабного гпреобразователя (или частоту) изменяют время интегрирования в число раз, равное заданному коэффициенту масштабного преобразования. Прп этом в счетчик поступает следующая информация:

15 в первом случае

NI — — TÉ U,, во втором случае

Ов

90 и+ Ьп

Далее коэффициент масштабного преобразования регулируют (например,,изменяют одно из сопротивлений входного делителя) до совпадения результатов NI — — N, что означает выполнение условия

77г U,, = т/ (3)

n+Лп

Поскольку величины /г и Т за время проведения указанных операций не изменяются, а величи на Upn згожет быть сделана не заьисящей (с необходимой степенью точности) от изменений нагрузки, происходящих при переключении U„, с выхода масштабного .преобразователя на его вход, уравнение (3) можно переписать в виде

Очевидно, что вы полненk:е этого равенства возможно лишь в случае 4n=0, т. е. при полной компенсации ухода коэффициента масштабного преобразования.

Предельная точность установки масштабного коэффициента по данному способу фактически определяется дискретностью N, и

Л 2, которая при использовании шестизначно- 50 го отсчета (прибор TP 6516) составит 0,0001о/о, если выбрать U„. из расчета заполнения всех декад счетчика.

Точность изменения времени интегрирования можно считать идеальной, так ка к продолжительность интегpHpoBakIIHsl увеличивают (например, в 10 раз) путем селекции каждого десятого импульса, поступающего на счетчик базы времени. Это позволяет изменение времени интегрирования в точное число раз .использовать как эталон при компенсации у хода коэффициента масштабного преобразования.

К температурной и временной стабильности источника опорного напряжения не предьявляется жестгсих требований, так как при проведении операций по компенсации ухода масштабного коэффициента достаточно кратковременной стабильности.

Таким образом, данный способ позволяет устранить погрешность измерения, вызванную

1гестабилыгостью и неточностью задания коэффициента масштабного преобразования, т. е. повысить точность измерения.

Изменение времени интегрирования не всегда может быть удобно из-за необходимости в увеличении продолжительности измерения в период корректировки коэффициента масштабного преобразования. Поэтому по данному способу предусмотрена возможность умножения частоты с выхода преобразователя. Поскольку диапазон ухода коэффициента масштабного преооразования составляет лишь доли процента, для ооеспечения долговременности стабильности источника опорного напряжения порядка 0,1 — 1% можно использовать простейший узкополосный резонансный умножитель частоты.

При этом не приходится увеличивать продолжительность интегрирования, а точность коррекции коэффициента масштабного преобразования не уступает точности, указанной выше.

Очевидно, что коэффициент масштабного преобразования масштабного усилителя корректируют так,же, как для входного делителя. Разница состоит лишь в том, что, если коэффициецт масштаба больше единицы, время интегрирования (или частоту) увеличивают, когда U „подключено к выходу»асштабного х силителя.

Предмет изобретения

Спосоо измерения напряжения путем мас.штабного преооразования последнего в частоту и далее в цифровой код при калибровке масштабного преобразователя по опорному напряжению, отлггчаюшггйся тем, что, с целью ,повышения точности измерения, коэффициент масштабного лреобразования изменяют до совпадения результатов измерений при поочередном подключении напряжения к выходу и входу масштабного преобразователя, при этом одновре. ..епно изменяют время интегрирования,или частоту в число раз, соответствующее заданному коэффициенту масштабного преобразования.