Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

, и 493739

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

II

l l!

I

Ь (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04.74 (21) 2009735/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 25.05.76 (51) М. Кл. G Olr 19/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Богородицкий, И. Ф. Островский, Г. И. Пох и М. П. Шадрин (71) Заявитель

Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЪ|Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения и контроля переменных электрических напряжений.

Известен измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной и дополнительный операционные усилители, причем инвертирующий вход основного усилителя через резисторы обратной связи соединен с входом и выходом преобразователя.

К числу недостатков известного преобразователя следует отнести то обстоятельство, что крутизна функции преобразователя определяется большим количеством пассивных компонентов схемы (это суммирующие резисторы и резисторы обратных связей однополупериодного выпрямителя и масштабирующего устройства), причем достаточно высокую степень линейности функции преобразования возможно обеспечить лишь при строго определенных соотношениях между величинами сопротивлений указанных резисторов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования при упрощении устройства.

Для достижения этой цели инвертирующий и неинвертирующий входы дополнительного операционного усилителя подключены к выходу основного усилителя и к входу преобразователя соответственно, а выход его через диод соединен с неинвертирующим входом основного операционного усилителя и через резистор— с шиной «земля», 5 Принципиальная схема преобразователя приведена на чертеже.

Преобразователь содержит основной У и дополнительный Уз операционные усилители, диод Д, резисторы Ri, Яз обратной связи, ре10 зистор R

При подаче на вход преобразователя отрицательной полуволны преобразуемого сигнала, диод Д напряжением с выхода операционного усилителя Уз оказывается смещенным в об15 ратном направлении, в результате чего на неинвертирующем входе основного операционного усилителя У1 присутствует нулевой потенциал и усилитель работает в режиме масштабирующего преобразователя с коэффициентом

20 передачи, равным отношению сопротивлений резисторов R и Rз цепи отрицательной обратной связи.

B преобразователе коэффициент передачи

25 масштабирующего усилителя необходимо выбрать равным единице (R — — R2). В этом случае иа выходе операционного усилителя У1 возникает положительная полуволна преобразуемого сигнала с амплитудой, равной амплиЗО туде входного сигнала.

493739

Предмет изобретения

U з (1 г) (7 (t) U (t)

R (Rz + R ) Составитель В. Баганов

Техред E. Митрофанова

Редактор В. Булдаков

Корректор E. Рожкова

Заказ 1044/7 Изд. № 2073 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

При подаче на вход преобразователя положительной полуволны преобразуемого напряжения, диод Д смещается в прямом направлении и усилитель Уг оказывается охваченным 100% отрицательной обратной связью. В результате чего амплитуда напряжения на выходе данного усилителя будет равна амплитуде положительной полуволны преобразуемого сигнала.

На выходе основного операционного усилителя У1 будет сформирована вторая положительная полуволна напряжения. Коэффициент передачи преобразователя в этом случае равен единице. Функция преобразования преобразователя во второй голупериод имеет вид: (вых— (%з + R;;) (2Ri + Ra) + КгРз (1 1 + а) U(.i

4(, (Rp+ R g) (з+ R ) К 1(з л г 3(1 г где Рд — сопротивление диода, смещенного в прямом направлении; K> — коэффициент усиления операционного усилителя У без обратных связей; К. — коэффициент усиления операционного усилителя Уг, .U (t) — переменное напряжение.

После преобразования, при достаточно больших значениях коэффициентов усиления К. и

Кг слагаемыми, в знаменателях которых содержатся указанные коэффициенты, можно пренебречь. В результате этого получим:

Как следует из выражения (2) функция преобразования преобразователя в полупериод работы, когда на вход подается положительная полуволна преобразуемого сигнала, не зависит от пассивных компонентов схемы.

В полупериод работы, когда на вход преобразователя подается отрицательная полуволна преобразуемого сигнала, функция преобразования приобретает вид:

U,„„=- — U(t) = — U(t) (т. к. P, =,) (3)

R) В этом случае, как следует из выражения (3) необходимо обеспечить равенство только двух компонентов схемы, а именно сопротивлений двух резисторов R> и )4, вследствие чего схема обеспечивает значительное увеличение точности преобразования при ее упрощении.

Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной и дополнительный операционные усилители, причем инвертирующий вход основного усилителя через резисторы обратной связи соединен с входом и выходом преобразователя. отличающийся тем, что, с целью повышения точности при упрощении схемы, инвертирующий и неинвертирующий входы дополнительного операционного усилителя подключены к выходу основного усилителя и к входу преобразователя соответственно, а выход его — через диод соединен с неинвертирующим входом основного операционного усилителя и через резистор — с шиной «земля».