Устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения

 

". <кз нак звй7

ЕИтттО т. н1чес, из

СПИ

111) 660463

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.76 (21) 2373007/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 11.04.78 (51) М. Кл.2 G 01К 19/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Н. Гуржий и Ю. В. Жадовский

Научно-исследовательский институт строительных конструкций

Госстроя СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕПАДОВ

АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке амплитудных анализаторов.

Известно устройство для измерения пикового значения амплитуды переменного напряжения, содержащее пиковый детектор, соединенный с первым ключом, второй ключ, дифференциальный усилитель, охваченный обратной связью, и резисторы (1).

Недостатками такого устройства являются низкая точность измерения, обусловленная влиянием нелинейности вольтамперной характеристики диода пикового детектора, и невозможность применения этого устройства для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения между соседними экстремальными значениями.

Наиболее близким к изобретеншо является устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее т1араллельно включенные и связанные между собой первый и второй пиковые детекторы, выходы которых через соответствующие повторители напряжения подсоединены к резистивному делителю напряжения из двух последовательно включенных резисторов, охваченный обратной связью дифферепциальньш усилитель, нуль-орган, первып и второй ключи, управляющие входы которых сос;1ппс ы с выходом нуль-оргаll а, выходы ключей связ»ны с соответствующими пиковыми детекторами, а объединенный вход ключей соединен с

Выходом усилптсля и с Одним из ВходОВ H l льсргана, другой гход которого подключен к входам IIIIKQBblx детекторов непосредственно и через резистор — к выходу усплптсля, вход которого через резистор соедlllipII с Вхо, пой клеммой устройства (21.

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность измерения псрспадов амплитуды переменного напряжения, обусловленная существенным «лпяиисм па рсзультат измерения составляющсй погрсiliiioсти, вызванной дрсйфом нуля дифференциального усилителя.

Цель изобретения — нови«пенис то1п1остп Ilзмеренпя перепадов амплитуды переменного напряжения.

Для достижения этой цели в устройство

20 для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее параллельно включенные и связанные между собой первый п второй пиковые детекторы, выходы которых через соответствующие повторители напряже25 нпя подсоединены к резпстивному делителю напряжения пз дву i последовательно включенных резисторов, îхваченньш обратной связью дифференциальный усилитель, нульоргап, первый и второй ключи, управляющие

30 входы которы.; соединены с выходом нуль600463 органа, выходы këKI÷åé связаны с соответствующими пиковыми детекторами, а объединенный вход ключей соединен с выходом усилителя и одним из входов нуль-органа, другой вход которого подключен к входам пиковых детекторов непосредственно и через резистор — к выходу усилителя, вход которого через резистор соединен с входной клеммой устройства, введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй переключатели, дополнительный дифференциальный усилитель с резистором в цепи обратной связи, делитель импульсов и конденсатор, причем первый переключатель подсоединен между средней точкой соединения двух резисторов, составляющих реэистивный делитель напряжения, и одним из входов дифференциального усилителя, другой вход которого через резистор связан с конденсатором и входом второго переключателя, выходом соединенного с выходом дополнительного дифференциального усилителя, вход которого подключен через резистор к выходу дифференциального усилителя и непосредственно — к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом нульоргана и через делитель импульсов с управляющими входами переключателей.

На чертеже изображена электрическая схема устройства.

Устройство состоит из усилителя 1, подключенного через резистор 2 ко входам двух пиковых детекторов 3 и 4, на выходах которых включены два повторителя 5 и б, и двух ключей 7 и 8, которые управляются нуль-органом

9. Выходы повторителей 5 и б через резисторы 10 и 11 подключены ко второму входу первого управляемого переключателя 12, на выходе которого включен дифференциальный усилитель 13, охваченный обратной связью с помощью резистора 14, Выход дифференциального усилителя 13 подключен через резистор 15 ко входу аналого-цифрового преобразователя 16 и к первому входу дополнительного дифференциального усилителя 17, охваченного обратной связью с помощью резистора 18. Второй вход усилителя 17 подключен на землю, а выход подключен через второй управляемый переключатель 19 к первым клеммам резистора 20 и конденсатора 21, причем вторая клемма резистора 20 подключена ко второму входу дифференциального усилителя 13, а вторая клемма конденсатора

21 подключена на землю. Первый вход дифференциального усилителя 13 подключен через второй вход первого управляемого переключателя 12 к резисторам 10 и 11 повторителей 5 и б, а первый вход первого управляемого переключателя 12 соединен с землей. Управляемые входы управляемых переключателей l2 и 19 подключены к выходу делителя 22 импульсов, вход которого подключен к выходу нуль-органа 9 и к управляемым входам ключей 7 и 8 и аналого-цифрового прсобразователя 16. Входная клемма устройства соединена через резистор 23 с входом усилителя 1.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение U через резистор 23, усилитель 1 и резистор 2 поступает на входы пиковых детекторов 3 и 4. Если напряжение

U увеличивается, открывается диод 24 и заряжается конденсатор 25. При этом на выходе повторителя 5 появляется напряжение UI.

Если же напряжение U начнет уменьшаться, диод 24 закрывается, а диод 26 открывается.

Напряжение на конденсаторе 27 и соответственно напряжение U па выходе повторителя

6 будут уменьшаться. С выходов повторителей 5 и б напряжения UI u U через резисторы 10, 11 и второй вход первого управляемого переключателя 12 поступают на первый вход дифференциального усилителя 13, на выходе которого будет разностпый сигнал (перепад)

hU=UI — UQ который по команде с нуль-органа 9 измеряется аналого-цифровым преобразователем 16 в моменты достижения напряжением минимума.

В момент времени, когда входное напряжение U достигает значения максимума или минимума вследствие изменения направления тока через резистор 2, срабатывает нуль-ор30 ган 9. Если, например, значение напряжения

U достигнет своего минимума, то на выходе нуль-органа 9 появится импульс отрицательной полярности. Этот импульс запускает преобразователь 16 и через делитель 22 импульсов управляет работой управляемых переключателей 12 и 19. Выбором коэффициента пересчета делителя 22 импульсов определяется периодичность коррекции аддитивной погрешности, обусловленной дрейфом нуля диффе40 ренциального усилителя 13.

Коррекция происходит следующим образом.

При достижении напряжением U очередного минимального значения срабатывает

45 нуль-орган 9, и на выходе делителя 22 импульсов (в соответствии с выбранным коэффициентом пересчета) появляется импульс, который устанавливает управляемые переключатели 12 и 19 на первые входы. В результате этого, второй вход дифференциального усилителя 13 оказывается подключенным

I;a землю и напряжение U>I дрейфа первого дифференциального усилителя 13 запоминается на конденсаторе 21. В дальнейшем, в про55 цессе работы устройства (управляемые переключатели 12 и 19 установлены на вторые входы) запомненное на конденсаторе 21 напряжение U дрейфа нуля подается через резистор 20 на первый вход дифференциаль60 ного усилителя 13, где происходит его вычитание из разностного сигнала ЛК

Одновременно с этим, при достижении напряжением U минимального значения отрицательный импульс с выхода нуль-органа 9 открывает ключ 8, и конденсатор 25 разря(5 жается через выходное сопротивление усилп.

600463

СССР теля 1 до значения напряжения U,„„„. После окончания действия отрицательного импульса ключ 7 закрывается.

При достижении напряжением П максимального значения на выходе нуль-органа 9 появится импульс положительной полярности.

Этот импульс открывает ключ 8, и конденсатор 27 заряжается до значения напряжения

У„,„,. После окончания действия положительного импульса ключ 8 закрывается, и работа устройства повторяется.

Использование новых элементов в устройстве позволяет устранить составляющую погрешности измерения, обусловленную дрейфом нуля дифференциального усулителя, в результате значительно повышается точность измерения, что позволяет существенно расширить область применения устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее параллельно включенные и связанные между собой первый и второй пиковые детекторы, выходы которых через соответствующие повторители напряжения подсоединены к резистивному делителю напряжения из двух последовательно включенных резисторов, охваченный обратной связью дифференциальный усилитель, нуль-орган, первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены с выходом нуль-органа, выходы ключей связаны с соответствующими пиковыми детектора5

25 ми, а объединенный вход ключей соединен с выходом усилителя и с одним из входов нульоргана, другой вход которого подключен к входам пиковых детекторов непосредственно и через резистор — к выходу усилителя, вход которого через резистор соединен с входной клеммой устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй переключатели, дополнительный дпфференциальньш усилитель с резистором в цепи обратной связи, делитель импульсов, и конденсатор, причем первый переключатель подсоединен между средней точкой соединения двух резисторов. составляющих резистивный делитель напряжения, и одним из входов дифференциального усилителя, другой вход которого через резистор связан с конденсатором и входом переключателя, выходом соединенного с выходом дополнительного дифференциального усилителя, вход которого подключен через резистор к выходу дифференциального усилителя и непосредственно к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом нуль-органа и через делитель импульсов — с управляющими входами переключателей.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Патент CIIIA K 3532980, кл. 324 — 103, 1970.

2. Лвторское свидетельство № 427288, кл. G 01R 19/04, 1974.

600463

Подписное

Заказ 267j13 Изд. № 334 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Ваганов

Редактор Н. Ваничева Тсхрсд Л. Гладкова Корректоры: Н. Федорова н О. Тюрина