Преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока

 

! еc:-тото

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

Союз Советскин

Социалистических

Республик

9220

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ (61) Дополнительное к авт. свид-в (22) Заявлено 143226 (21) 2430764/ с присоединением заявки Ph (23) Приоритет (43) Опубликовано 250378.Бноллете (45) Дата опубликования описания

1 % 19/22

Гое)двретвооный ноннтвт

6авото Мнннетрав 666Р во делан нзаорвтовнй н атнрытнй

621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.И.Абрамов, В.Ф.Бахмутский и P.З.Шептебань

Pl) Заявитель

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться при построении точных аналоговых и цифровых вольтметров для измерения напряжения переменного и постоян- 5 ного тока.

Известен преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в постоянное, содержащий мостовую схему, в плечи которой включены )0 два фоточувствительных элемента (фотоприемника), которые управляются световыми потоками первой н второй лампы накаливания соответственно, н усилитель разбаланса, соединенный с выходом 15 мостовой схемы fl) .

ТакомУ преобразователю присуща низкая точность, обусловленная темпера-. турой и временной нестабильностью характеристик фоточувствительных эле- Ю ментов °

Наиболее близок к предлагаемому изобретению преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, содержащий первый н второй оптроны, выходы которых соединены с входами сумматора, токоэадающне резисторы, соединенные с входами сумматора и с источником опорного напряжения, н пер- З0

2 вый интегратор, подключенный к выходу сумматора (21, Однако известный преобразователь обладает низкой точностью;"..обусловлеяной неидентичностью и неквадратичностью характеристик оптронов, а также зависимостью погрешности преобразования от уровня измеряемого сигнала.

С целью повышения точности преобразования в преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, содержащий первый и второй оптроны, выходы которых соединены с входами сумматора, токозадающие резисторы, соединенные с входами сумматора и с источйикОм опорного напряжения, и первый интегравОр, подключенный к выходу сумматора, введены три дополнительных сумматора,;-второй интегратор, третий оптрон, связанный через дополнительный токозадающий резистор с источником опорного напряжения, модулятор, причем вход первого оптрона соединен с выходом первого дополнительного сумматора, один иэ входов которого является входом преобразователя, а другой подключен к выходу первого интегратора и к одному из входов второго дополнительного сумматора, другой

599220 вход которого соединен с выходом модулятора, вход последнего, являющийся выходом преобразователя, соединен чер ез дополнительный интегратор с выходом третьего дополнительного сумматора, один из входов которого подключен к выходу второго оптрона, а другой вход — к выходу третьего оптрона, вход которого соединен с выходом второго дополнительного сумматора.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого преобразователя.

Он содержит сумматор 1, первый оптрон 2, токозадающий резистор 3, сумматор 4, первый интегратор 5, токозадающий резистор 6, второй оптрон 7, токозадающий резистор 8, первый дополнительный сумматор 9, токозадающий резистор 10, третий оптрон 11, второйдополнительный сумматор 12, второй дополнительный интегратор 13, модулятор 14, источник 15 опорного напряжения (ИОН) .

Напряжение Зо на выходе интегратора

5 и0Ь„,„- на выходе интегратора 13 можно определить из следующих выражений;

Vc К „ у |) (Upsets(t)+Vo Kg Kq сИ

->I к,(п,„к,) ы1}, р ) K7 (Uðã Ко) dt,) 1 о где K„K>, к>, к©- коэффициенты передачи сумматоров 1,4,9,12 соответственно;

Kg(Ky Kö — коэффициенты преобразования оптронов 2, 7,11 соответственно)

Uo„ - выходное напряжение

ИОН;

Км — коэффициент передачи модулятора KΠ— коэффициент передачи входной цепи оптрона

7 (ИОН вЂ” излучатель);

Т вЂ” время интегрирования.

При K„,K«m 1, решая приведенные вь@ е уравнения относительно ОЬ „,найдем

Kq K — .Ц

КЬ К„К„Ьк

0Ь,- среднеквадратичное значение входного сигнала Q „(g);

Пь„„- значение выходного напряжения преобразователя.

При значении (1 — — - --+).()о 1

\ „/ где выражение для ()Ь„,„можнсУ представить в виде ((„к1) и, )г) обозначим:

К, = Ki (1+ Yi) о

Ь

10 К9 = к, i (1 +F9) 11 = н (1

И и -- м (+ ;„>> гце ), = f — мультипликативные погрешности коэффициентов передачи оптронов 2 и

11, сумматоров 1 и 9, модулятора

20 14;

Кю Ко Ка К К вЂ” их номинальные

Ь ц< 1 м значения.

Подставляя приведенные выше выражения в последнюю формулу для УЬ у,, пос25 ле несложных преобразований, пренебрегая членами второго и высшего порядка малости, найдем

ЦЬ,„ЦЬ„(1 (Г К,) 2(Г2 Г« 1

-(t(r,- r„)- (r,- râl)() j .

Ь»

Из приведенного анализа видно, что в данной схеме значительно снижены

35 погрешности, обусловленные неидентичностью характеристик оптронов и сумматоров. Эти погрешности малы еще и потому, что фотоизлучатели оптронов работают при постоянном среднеквадра40 тичном значении напряжения, приложенного к их входам, а фотоприемники— при постоянном световом потоке (принцип постоянства светового потока).

В связи с этим значительно снижаются ; требования к идентичности характеристик оптронов в широком динамическом диапазоне входных сигналов преобразователя.

ФоРмула изобретения

Преобразователь действующего значения напряжения переменного тока в

55 напряжение постоянного тока, содержащий первый и второй оптроны, выходы которых соединены с входами сумматора, токозадающие резисторы, соеди- ° ненные с входами сумматора и с источником опорного напряжения, и первый

60 интегратор, подключенный к выходу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены три дополнительных сумматора, второй инЬ5 тегратор, третий ситрон, связанный

599220

Составитель В.Баганов

Техред Н.Андрейчук Корректор А.Власенко

Редактор Л.Гребенникова

Заказ )402/36 Тираж 1112 Подписное

HHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ппп патент, г. Ужгород, ул. проектная, 4 через дополнительный токоэадающий l резистор с источником опорного напряжения, модулятор, причем вход первого оптрона соединен с выходом первого дополнительного сумматора, один из входов которого является входом преобразовател . а другой подключен к выходу первого интегратора и к одному из входов второго дополнительного сумматора, другой вход которого со. единен е выходом модулятора,,вход последнего, являющийся выходом преобразователя, соединен через дополнитель.ный интегратор с выходом третьего дополнительного сумматора, один иэ входов которого подключен к выходу второго оптрона, а другой вход — к выходу третьего оптрона, вход которого соединен с выходом второго дополнительного сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

10 1. Патент Франции Ю 2110542, кл. & 01 Й 19/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СПСР

М423144, кл. Ф 06 & 9/00, 1975.