Устройство для измерения отношения напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советскиа

Сббциалистичесииа увеспублик (11) 585i53 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 210375(21) 2115959/18-21 с присоединением заявии РЙ (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25,1 277, Бюллетень.%47 (Ы) М. Кл.

01 R 19/10

Гваубвратввваиу ввиатвт

6ввата Мввватрвв 666Р вв Даава 4344убтбаа6 в втавятв6 (53) УДК

621. 317,7 <088. 8)

Ъ (45) Дата опубликования описания 201277 (72) Автор изобретения

В.Л. Верман

Pl) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ OTHQt)EHHЯ HgflP ЯЖЕНИИ

Изобретение относится к области измерительной техники и автоматики и может быть использовано для измерения отношения разности двух напряжений или любого иэ них к их сумме. 5

Известны устройства для измерения отношения двух напряжений, содержащие переключатель, управляющий вход которого соединен с блоком управления, управляемый усилитель, вход которого свя-10 эан с переключателем, а выход — через ключи, схему сравнения соединен с источником опорного сигнала, фильтр (1).

Однако функциональные воэможности известных устройств ограничены . 16

Наиболее совершенным является устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, схему сравнения, фильтр, повторитель напряжения, источник опорного напряжения, масштабный делитель и вольтметр, вход которого соединен с выходом масштабного делителя, а выход повторителя 26 напряжения — со входом фильтра, выходом соединенного с одним из входов схемы соавнения, втопрй вход которой связан с источникам опорнvro напряжения, а выход — с входом управления Ж усилителя с регулируеьым коэффициентом усиления (2 )

Однако такое устройство не измеряет отношение разности напряжений или любого из них к их сумме.

Цель изобретения — расширить функциональные воэможности устройства.

Для этого в устройство для измерения отношения напряжений„ содержащее усилитель -" регулируемым коэффициентом усиления, схему сравнения, фильтр, повторитель напряжения, источник опорного напряжения, масштабный делитель и вольтметр, вход которого соединен с выходом масштабного делителя, а выход повторителя напряжвння — с входом фильтра, выходом соединенного с одним из входов схемы сравнения, втс рой вход которой связан с источником опорного напряжения, а выход — с входом управления усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, введены блок управления, суммирующий реэистивный делитель и преобразователь напряже ния, состоящий иэ четырех ключей, двух накопительных конденсаторов и двух буферных каскадов, входы которых подключены к накопительным конденсаторам непосредственно и через третий и четвертый ключи — к выходу усилителя с

585453 регулируемым коэффициентом усиления, нходом сняханного с первым и вторым ключами, причем упранляюшие входы всех ключей соединены с блоком чпранления, кроме того, к выходу буферных каскадон подключены реэистинный сумматор, сняэанный с понторителем напряжения, а также яасштабный делитель.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для измерения отношения напряжений; на фиг. 2 — нременные диаграммы выходных напряжений блоков устройстна, поясняющие принцип его работы. устройстно содержит электронные ключи 1-4, преобразователь напряжения 5, накопительные конденсаторы 6 и 7, буферные каскады 8 и 9, масштабный делитель 10, суммирующий делитель 11, понторитель напряжения 12, фильтр 13, схему сравнения 14, источник 15 опорного напряжения, усилитель 16 с регулируемыми коэффициентом усиления, блок 17 управления, вольтметр 18.

Входы ключей 1 и 2 преобразователя напряжения 5 являются входами устройства, а выходы ключей, объединенные 25 между собой, являются импульсным выходом преобразователя напряжения 5. Вход последнего представляет объединенные между собой входы входящих н его состан ключей 3 и 4, выходы которых сое- з) динены соответственно с одной из обкладок накопительных конденсаторов 6 и 7 и входами буферных каскадов 8 и 9, причем и те и другие также нходят н состав преобразователя 5. Вторые обк- 35 ладки накопительных конденсаторов 6 и 7 соединены с шиной 0 питания, а выходы каскадов 8 и 9, являясь, выходами преобразователя 5, соединены со входами делителя 10 и со входами суммирующего делителя 11. Выход последнего соединен со входом повторителя 12, а его выход — co входом фильтра 13.

Выход фильтра 13 соединен с одним иэ входов схемы сравнения 14, ее второй вход — с источником 15 опорного напряжения, а ныход - с:о входом упранления усилителя 16, сигнальный вход и выход которого соединены соотнетстненио с импульсным выходом и импульс 0 ным нхоисм преобразователя напряжения

5. управляющие входы ключей 1-4 преобразователя напряжения 5 соединены с соответствующими выходами блОКа Vnравнения 17. Выход делителя 10 соединен со входом вольтметра 18. РабОту устройства для измерения отношения напряжений рассмотрим на примере измерения отношения постоянного

aaпряжеийя M amtamуды сииусойдальиого ® напряжения к их сумме. яа первый вход устройства поступает постоянное напряжение 01, а на второй вход устройства - сйнусоидальм е напряжение с амшмитудой U>

6б

Под воздействием приходяших на вход блока управления 17 тактовых импульсон на его выходах формируются импульсы, сдвинутые один относительно другого но времени, как показано на фиг. 2.

Импульсы напряжения амплитуды Ы.ы, Нь,с выхода блока управления 17 эамы ают соответственно ключи 1 и 3 преЬбразонателя напряжения 5, н результате чего на накопительный конденсатор 6 этого преобраэонателя поступает с выхода усилителя 16 импульс напряжения, до амплитуды которого накопительный конденсатор 6 заряжается. Благодаря сдвигу но времени и соотношению длительностей импульсов на выходах блока управления 17 исключается ноздействие на накопительный конденсатор

6 переходного процесса усилителя 16.

Таким образом, 1 6 ) где Уь — найряжение на накопительном конденсаторе 6, К вЂ” коэффициент передачи усилителя 16 регулируемым коэффициентом усиления, При заьыкании ключей 2 и 4 преобразонателя напряжения 5 его накопительный конденсатор 7 заряжается до на- пряжения. ь где U — напряжение на накопительном конденсаторе 7.

Коэффициент передачи буферных каскадон 8 и 9 преобраэонателя напряжения 5 равняется единице, а их входные сопротивления выбраны -.àêèìè, что разрядом накопительных хонденсаторон 6 и 7 можно пренебречь. Таким образом, напряжения, поступающие на вход суммирующего делителя 11,- ранны напряжениям накопительных конденсаторов 6 и 7. Поскольку суммирующий делитель 11 представляет собой делитель нз двух одинаковых по номиналу резисторов, напряжение на его выходе

У 05(U+ Uq) = 0 5 . к(01 + U>)

Поскольку коэффициент усиления схемы сравнения 14 велик,- ее выходной сигнал изменяет коэффициент усиления усилителя 16 до тех пор, пока не установится равенство

Ф2 Оп что равносильно, U

Q бц

4 ?. 0 5х

Подставляя значение ll + U в искоиое отношение, получим

1 - 01 0,5к Щ - U 0,5 (и,-u f

Цоа

Поскольку Ug - Пф и Uy - U9 р то при соответствующем ныборе величины опор585453 ного напряжения и коэффициента деления масштабного делителя 10 на выходе последнего появится напряжение, отображающее искомое отношение.

Формула изобретения устройство для измерения отношений напряжений, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, схему сравнения, фильтр, повторитель напряжения, источник опорного напряжения, масштабный делитель и вольтметр, вход которого соединен с выходом масштабного делителя, а выход повторителя напряжения — со входом фильтра, вы-. ходом соединенного с одним из входов схемы сравнения„ второй вход которой связан с источником опорного напряжения, а выход — с входом управления усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены блок управления, суммирующий резистивный делитель и преобразователь напряжения, состоящий из четырех ключей, двух накопительных конденсаторов и двух буферных каскадов, входы которых подключены к накопительным конденсаторам непосредственно и через третий и четвертый ключи — к выходу усилителя с регулируемым козф фициентом усиления, входом связанного с первым и вторым ключами, причем управляющие входы всех ключей соединены с блоком управления, кроме того, к выходу буферных каскадов подключены реэистивный сумматор„ связанный с повторителем напряжения, а также масштабный делитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Жилинскас P. — Ï.Ï. Измерители отношения. Советское радио, И., 1975, c. .113.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 389463, кл. G 01 R 19/10, 01.06.71.

Составитель В. Баганов

Редактор О. Стенина Техред З.Фанта Корректор А. Лакйда

Закаэ 5042/37 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4